通信原理实验教学大纲

通信原理实验教学大纲（精选8篇）

1.通信原理实验教学大纲 篇一

实验二：PCM系统仿真

班级： 学号： 姓名： 实验室： 实验时间： 指导老师：

实验目的：

1、掌握脉冲编码调制原理；

2、理解量化级数、量化方法与量化信噪比的关系。

3、理解非均匀量化的优点。

实验内容：

对模拟信号进行抽样和均匀量化，改变量化级数和信号大小，根据MATLAB仿真获得量化误差和量化信噪比。

实验步骤：

1)产生一个周期的正弦波x(t)cos 2 pi t ，以1000Hz频率进行采样，并进行8级均匀量化，用plot函数在同一张图上绘出原信号和量化后的信号。代码及图见附录。

2)以32Hz的抽样频率对x(t)进行抽样，并进行8级均匀量化。绘出正弦波波形(用plot函数)、样值图，量化后的样值图、量化误差图(后三个用stem函数)。代码及图见附录。

3)以2000Hz对x(t)进行采样，改变量化级数，分别仿真得到编码位数为2～8位时的量化信噪比，绘出量化信噪比随编码位数变化的曲线。另外绘出理论的量化信噪比曲线进行比较。代码及图见附录。

4)在编码位数为8和12时采用均匀量化，在输入信号衰减为0～50 dB时，以均匀间隔5 dB仿真得到均匀量化的量化信噪比，绘出量化信噪比随信号衰减变化的图形。注意，输入信号减小时，量化范围不变；抽样频率为2000 Hz。代码及图见附录。

实验思考题：

1.图2-3表明均匀量化信噪比与量化级数(或编码位数)的关系是怎样的？

答：量化信噪比随着量化级数的增加而提高，当量化级数较小是不能满足通信质量的要求。

2.分析图2-5，A律压缩量化相比均匀量化的优势是什么？

答：量化信噪比随着量化级数的增加而提高，当量化级数较小是不能满足通信质量的要求

心得体会：

附录：

ＰＣＭ代码：

输入信号和量化信号代码及波形：

采样样值和8级均匀量化后的样值，量化误差代码及波形

均匀量化信噪比随编码位数变化

量化信噪比随信号衰减的变化情况

2.通信原理实验教学大纲 篇二

(一) 改革理论教学, 突出数字通信

理论教学与实践教学是相辅相成的, 理论教学为实践教学提供理论基础, 而通过实践教学可以反映理论教学的效果。要想提高课程的实践教学质量, 首先应从理论教学开始。而通信原理课程的教学大纲规定, 要求学生掌握通信系统的基本原理, 尤其是数字通信的原理, 使学生具有深入研究和掌握现代高新通信技术与理论分析的能力。为了达到这个要求, 确定了课程内容改革的重点在于三点:1.以数字通信为重点。模拟通信的内容在高频电子线路课程中已讲过, 随着数字电路的发展和超大规模集成电路生产水平的提高, 数字通信是发展的目标。所以通信原理课程要以数字通信为重点, 精简教学内容, 同时要使教学内容具有实用性和先进性, 在课程中主要讲解数字通信, 介绍以数字通信原理为理论依据的现代通信原理。2.增加数字载波调制技术的内容。随着移动通信、卫星通信和计算机通信技术的发展和广泛应用, 新的数字载波调制技术不断涌现, 应重点介绍新的数字载波调制技术, 例如计算机通信中广泛应用到的数字载波调制技术, 而对二进制幅度、频移和相移键控原理只作简单介绍。学生通过先进数字调制解调技术的学习, 对及时熟悉和掌握新的数字载波调制技术和先进的通信原理很有必要。3.注重通信理论和典型系统的结合。现代通信日益向着高速化和网络化方向发展, 为了使学生对现代通信有一个系统的了解, 有必要着重介绍几个典型数字通信系统, 例如GSM和CDMA方式的数字蜂窝移动通信系统及数字无线寻呼系统, 让学生了解这些具体数字通信系统采用的调制解调技术, 把数字通信理论和实际数字通信系统有机地结合起来。

(二) 改革实践教学, 提高实验水平

通信原理实验教学一直存在着实验内容陈旧、实验手段落后等问题, 以往的实验内容主要是FSK、PSK、PCM等几个典型的验证性实验, 主要满足于验证理论结果, 学生处于被动地位, 积极性不高, 实验效果不好。为此, 改用以学生为主体的验证性+设计性实验的教学方法, 强调理论与实践相结合。

1. 结合EDA技术教学, 加强学生应用能力培养。

与传统的实验方式相比较, 采用EDA技术进行电子线路的分析和设计, 突出了实验教学以学生为中心的开放性和综合性的特点。此外由于EDA软件向用户提供了多种测试仪器和分析工具, 节省了设计经费, 缩短了设计时间, 提高了设计的效率。因此, 把EDA课程教学与通信原理实践教学结合起来是适应信息技术发展的需要, 也是高等教育实践环节教学改革的必然趋势。具体设计题目包括数字基带传输系统、数字频带传输、模拟信号的数字化传输、汉明码/循环码的编译码、位同步等等。学生可以根据自己的兴趣, 围绕通信原理课程知识自由选题。利用EDA设计软件MAX+plusⅡ, 采用VHDL编程, 并将程序通过计算机串口下载在EDA实验箱上, 以验证各设计的仿真结果。例如, 由EDA设计软件可实现PCM的A律压缩编码器设计, 其仿真结果如图1所示。

2. 引入SystemView仿真软件改革实验教学环节。

在实验教学环节, 除了要求学生先完成必要的几个验证性实验, 如PSK通信系统、PCM编码译码实验外, 还重点要求学生理解这些实验的原理与实际电路是如何相结合的。例如通信原理理论教学中的调制过程用了乘法器, 那么在实际通信系统中乘法器是如何实现的, 学生完成验证性实验后就可进行设计性实验。为了使得设计性实验能够顺利开展, 需加入由通信系统仿真软件实现的虚拟实验, 使学生更好的理解相关通信系统的基本原理。实验项目可以主要集中在数字通信部分, 也可以设置一些对典型通信系统的仿真, 通过改变具体的参数, 观察输出信号的波形能否达到设计的要求, 从而更好的理解通信系统中的基本概念、原理。具体设计题目包括模拟频率调制系统设计和分析、数字基带传输系统的码间干扰和眼图观测、数字频带传输系统 (2ASK, 2PSK, 2DPSK, 2FSK) 的设计和分析、PCM编码解码系统、线性分组编码、扩频通信系统的仿真等。以2FSK传输系统为例, 借助典型通信系统仿真软件SystemView, 其调制信号和解调信号仿真波形如图2、图3。

3. 引入MATLAB软件改革实验教学环节。

长期以来通信原理课的基础实验创新不多, 各厂家或院校设计制造的实验设备采用的实验方法雷同, 大部分实验项目都选择了专用芯片或大规模可编程逻辑电路, 很大程度上限制了对实验过程的可操作性。经常是某些实验学生按照老师指导或根据实验指导教材做完实验之后, 不知实验结果缘何而来, 根本没能起到用实验来验证理论知识, 进而达到巩固课堂知识的目的。针对这些不足, 将MATLAB/SIMULINK可视化动态仿真应用到通信原理课程的实验教学中, 使一些抽象的概念和原理可视化, 有助于学生理解和接受, 既提高了教学质量和效率, 又可为学生提供良好的通信系统开发、设计、模拟、调试和分析平台, 锻炼其分析和解决问题的能力。以高速率无线通信系统中多载波数据通信OFDM技术的仿真分析为例, 其在对数坐标下的PSD仿真波形如图4所示。通过仿真系统设计与分析, 可以帮助学生理解OFDM信号产生原理和频域特性, 从而验证OFDM是一种有效对抗信号波形间干扰的高速传输技术。

4. 引入LabVIEW软件改革实验教学环节。

以EWB/Multisim等为代表的硬件仿真, 从系统的硬件实现角度仿真实际电路。以MATLAB/Simulink、SystemView等为代表的软件仿真是抽象的、原理级仿真, 没有相应的硬件支持。通信原理实验课程应由软件仿真实验系统、硬件实验系统和虚拟实验系统组成为三位一体的实验体系, 前两类仿真各自独立进行, 两者之间缺乏联系和衔接, 使学生感觉理论和实际之间有距离, 没有既能实现原理级仿真, 又可作为硬件实现的通信平台将理论和实际衔接起来。为解决上述教学改革中突出的热点、难点问题, 结合通信系统的构成具有模块化的特点, 可以采用虚拟仪器开发工具LabVIEW实现通信原理虚拟实验系统教学环节, 为高校通信原理课程的教学提供新的途径, 为课程的理论教学、实验、课程设计、毕业设计和科研提供支持, 具有广泛的应用前景。以多通道通信系统滤波处理实验为例, 其系统加入带通滤波器的星座图如图5所示。通过LabVIEW软件设计, 有效帮助学生理解滤波处理在消除频谱泄漏、缩减通道宽度和消除邻通道间干扰等方面的重要性。

实验教学的目的是在教学内容上力求与实际的通信系统相结合;在教学模式上力求把以教为主的教学模式转变为以学为主的教学模式, 通过对通信原理课程的实验教学改革, 达到了培养学生主动性和创造性的目的。教改方案已在学校06级、07级电子信息工程专业中实施, 在实践教学中取得了明显的效果, 学生在整个学习过程中处理问题的能力与过去相比得到了较大的提高, 对教学质量的提高和应用型人才的培养非常有益, 得到了学生的好评。

参考文献

[1]樊昌信, 曹丽娜.通信原理[M].第6版.北京:国防工业出版社, 2006.

[2]王福昌, 熊兆飞, 黄本雄.通信原理[M].北京:清华大学出版社, 2006.

[3]邓小芳, 田克纯.“通信原理”课程教改探索与实践[J].桂林电子科技大学学报, 2007.08:303-305.

[4]章帆, 覃永新, 苏珊.EDA技术在通信原理课程设计中的应用[J].科技信息, 2008, Vol33:598-599.

3.《通信原理》课程教学探索 篇三

摘 要 《通信原理》是通信工程、电子信息等信息类专业的一门核心基础课，存在理论性强、不易与实际相结合的特点，笔者根据多年的通信系统设计经验以及大学本科授课体会，在理论实验教学、教学方法、教学手段以及考核方式等多方面进行了探索，以期改善教学效果，提高授课质量。

关键词 通信原理 教学改革 教学内容 教学方法

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2014）02-0003-02

随着数字通信技术和计算机技术的快速发展，信息技术已成为21世纪世界经济发展的主要动力，信息的传播方式也从上世纪末的以书信和固定电话为主转变为蜂窝移动通信和计算机网络通信等。学习和掌握现代通信系统和技术也成为信息社会每一位成员，尤其是未来的通信工作者的迫切需求。作为现代通信系统的理论基础——通信原理的教学质量，直接影响到我国未来通信人才的理论基础甚至未来整个通信产业的发展和竞争力，因此对通信原理课程进行教学改革和探索具有深远的意义。本文拟从多方面对通信原理课程进行改革，特别是在教学方法、教学手段和教学内容上做出创新与改革。

一、改革理论教学，夯实理论基础

《通信原理》课程是通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、信息工程等专业必修的专业基础课，主要内容包括：随机过程及信道、模拟调制和数字调制系统、数字基带传输系统、PCM终端技术、最佳接收的概念等。通过本课程的学习，一方面可使学生熟悉现代通信的基本概念、基本原理，掌握分析和研究通信系统的基本方法；另一方面，通过课程的实验实践，灵活运用理论知识，设计和仿真较大规模通信系统，可培养学生解决实际问题的能力，为专业课的学习和今后的工作打下良好的基础。由于这门课程内容比较丰富，原理性较强，抽象概念多，除了用到先修课程信号与系统的相关知识，也需要具有较为扎实的数学理论基础，特别是概率论和数理统计方面的知识，并且前后概念与内容相互交错，知识体系繁杂，对于教和学都有一定的难度。因此在讲解过程中一定要注意把繁琐的理论推导简单化，尽量进行理解性、简单化讲解，总体目的是使学生能够掌握通信系统的基本处理方法和思路，而不是陷入繁琐的数学推导中却把握不住方向。考虑到近年来数字通信技术的迅猛发展，要侧重于数字通信基础理论方面的讲解，并且要联系当前热门的3G和4G等移动通信系统。同时理论的讲解要结合必要的能够充分说明问题的例题，理论是抽象的，而例题是接近实际问题的，因此例题的讲解能够更好地强化学习的效果。此外，在选择和设计例题时，要多联系前后知识点，既能够回顾过去的知识点，解释当天课程内容的应用方法，又能够引出后面章节的知识内容。最后给同学们一定的练习题并适时的进行习题讲解说明，通过多个方面的结合来加深学生对知识点的掌握。

二、改革实验教学，紧密联系实际

《通信原理》课程通常会有一定学时的实验教学，帮助学生熟悉通信系统的基本概念、基本原理、采用的相关技术等，建立通信系统较为完整的框架体系，在分析和理解通信系统方面建立统一的理论和感性认识。实验往往是通过通信原理实验箱来进行，一般包括PCM编译码、AMI/HDB3编译码、FSK调制解调过程以及帧结构及其传输等实验内容，来了解通信信号的产生、传输和接收的整个流程。比如通过模拟电话的抽样、量化和编码实现模拟信号的数字传输，接收的时候再进行模拟信号的还原，并可通过示波器来观测传输过程中各部分信号的变化，能够直观的让学生了解到一个基本通信系统的整个流程，激发学生学习的兴趣。但由于实验箱上的实验大多都是验证性的实验，而且过于基本，学生仍然不能够了解每个部分内部的实现方法，也不能够了解目前通信系统实现中常用的技术方法，因此可以添加Matlab或者Simulink等方面的实验内容，着重对一些常用的数字基带调制解调方式，如QPSK和QAM等进行编程仿真，绘制误比特率曲线，更进一步可以将实现过程定点化，使学生更能够学习到实际实现时的种种细节，更深入地理解相关理论知识。

三、改革教学方法，激发学生兴趣

教学内容体系确定后，采用什么样的教学方法与教学手段是非常重要的。通信原理是一门理论性较强，数学公式较多的学科，对学生的数学基础也有较高的要求，如果是按部就班的讲解会比较枯燥，因此在教学手段上以多媒体教学为主，传统黑板板书为辅，在教学方法上面注重与现实结合，引发学生的学习兴趣。在讲授过程中，结合现代通信发展的现状，穿插讲授各种基础技术理论的发展演变和现实当中的应用，做到让学生学得有目的、有感受，而不是孤立的学习理论知识。比如说目前与我们生活密切结合的WIFI技术和蜂窝通信系统，在每一部分内容的讲解上都可以跟这些系统的某些部分联系起来，并辅以Matlab或者Simulink的仿真演示，让学生真切体会到这些知识点的应用带来的优势，解决了哪些方面的问题等，从而达到增加学生学习兴趣，强化学习效果的目的。

四、改革考核方式，提高考核质量

考核是对学习的结果做出评估，是反映教学效果的手段。而课程开设能否达到既定的教学目标，课程的考核方式有着比较重要的作用。针对《通信原理》课程特点，考核方式作如下尝试：结合课程的专业特点，采用试卷笔试和实验编程相结合的考核方式。笔试主要侧重于考核学生对于理论基础知识的掌握情况。在出题的时候要注意将概念性的知识应用化，不单纯考学生对概念的记忆情况，而是考核学生对概念是否理解，能否在实际当中应用的能力。实验编程可以根据平时实验课上的学习内容稍加变动，考核同学们在已学知识的基础上的实际问题处理能力和应变能力。综合两个方面可以全面地对学生做出考核，并且可以引导学生从考试前突击进行死记硬背的思维中走出来，从而提高教学效果。

教学过程是一个不断探索、总结与创新的过程，目前仍存在不足之处，比如如何能够将通信中的概念和原理讲解的深入浅出；如何能够进一步提高自己的教学能力和课堂气氛的调动能力；如何提高基础差学生的学习能力，又能够兼顾吸收较快的同学有新的学习点等。在今后的教学实践中，笔者将加强与同行交流学习，进一步完善教学内容、教学实践、教学方法、教学手段以及考核方式等，以期获得更好的教学效果。

参考文献：

[1]蒋青，于秀兰.通信原理（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[2]樊昌信等.通信原理（第6版）[M].北京：国防工业出版社，2011.

[3]白运新.现代通信原理实验教学改革初探[J].读写算（教师版）：素质教育论坛，2008，（9）.

4.通信原理 实验四BPSK 篇四

BPSK(DBPSK)调制+汉明码系统测试

一．实验目的

1.加深信道调制解调器在通信系统中的地位及作用； 2.熟悉信道误码对话音通信业务的影响； 3.加深认识纠错编码在通信系统中的作用及性能。

二．实验器材

1.JH5001通信原理综合实验系统 2.20MHz双踪示波器 3.电话机二部

三．实验内容

1.准备工作

(1).将通信原理综合实验系统上电话1 模块内发、收增益选择跳线开关K101、K102设置在N 位置（左端），电话2 模块内发、收增益选择跳线开关K201、K202 设置在N 位置（左端）；DTMF1 模块内增益选择跳线开关K301 设置在N 位置（左端），DTMF2 模块内增益选择跳线开关K401 设置在N 位置（左端）；ADPCM1模块内输入信号选择跳线开关K501 设置在N 位置（左端），发、收增益选择跳线开关K502、K503 设置在N 位置（1_2：左端），输入数据选择跳线开关K504设置在ADPCM2 位置（中间）；ADPCM2 模块内输入信号选择跳线开关K601设置在N 位置（左端），发、收增益选择跳线开关K602、K603 设置在N 位置（1_2：左端），输入数据选择跳线开关K604 设置在CH 位置（左端）；

(2).DTMF1 模块内增益选择跳线开关K301 设置在N 位置（左端），DTMF2 模块内增益选择跳线开关K401 设置在N 位置（左端）；

(3).将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01 设置在和汉明编码器工作（H_EN），开关位置00010000；将汉明译码模块输入数据和时钟选择开关KW01、KW02设置在CH 位置（左边），汉明译码使能开关KW03 设置在工作ON 位置（左端）；将输入数据选择开关KC01 设置在DT_SYS(左端：同步数据输入)；(4).将解调器模块载波提取环路开关KL01 设置在1_2 位置（左端：闭环），输入信号选择开关KL02 设置在1_2 位置（左端），加入噪声；

(5).将噪声模块输出电平选择开关SW01 设置最小噪声电平位置（10000001），此时信噪比较高；

(6).用中频电缆连接K002 和JL02，建立中频自环；(7).将2 部电话机分别接入PHONE1 和PHONE2 插座；

(8).加电后，用示波器测量测试点TPMZ07 有脉冲则系统运行正常；(9).通过菜单选择调制方式为“BPSK 传输系统”，调制器输入信号为“外部数据信号”工作方式设定“ADPCM 编码”方。

2.加噪环境的ADPCM话音通信质量测试

(1).将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01中ADPCM数据接入，开关位置00011000；通过电话拨号接通电话，使两端电话处于正常通话状态。如不能通话请检查各跳线器设置是否正确。通过电话机1 讲话，听ADPCM1至ADPCM2方向经过调制、加噪、纠错信道传输的话音信号质量；

(2).通过噪声模块噪声电平选择开关SWO01将噪声增加一档（10000010），降低信噪比。重复上述测量步骤。定性测量话音质量和观测解调器眼图信号波形；(3).重复上述操作逐渐降低信噪比，直至最小。

结果分析：SWO01将噪声每增加一档，电话机听到的噪声分量越多，通话质量越差。

3.不同噪声环境下的眼图

调节噪声模块噪声电平选择开关SWO01，改变噪声得到不同噪声环境下的眼图。

(1).SWO01设置在10000001，解调器眼图信号波形如图6.1所示；(2).SWO01设置在10000010，解调器眼图信号波形如图6.2所示；(3).SWO01设置在10000100，解调器眼图信号波形如图6.3所示；(4).SWO01设置在10001000，解调器眼图信号波形如图6.4所示；(5).SWO01设置在10010000，解调器眼图信号波形如图6.5所示；(6).SWO01设置在10100000，解调器眼图信号波形如图6.6所示；(7).SWO01设置在11000000，解调器眼图信号波形如图6.7所示。

图6.1 SWO01设置在10000001 图6.2 SWO01设置在10000010

图6.3 SWO01设置在10000100 图6.4 SWO01设置在10001000

图6.5 SWO01设置在10010000 图6.6 SWO01设置在10100000

图6.7 SWO01设置在11000000

分析：SWO01将噪声每增加一档，噪声越大，眼图逐渐变粗，且越来越模糊，睁眼越来越小，且有些杂乱。

四．心得体会

本次实验让我们亲自体会到了加噪环境的ADPCM话音通信质量测量以及观察到不同噪声环境下眼图的变化。此外，在实验室看到小时候家里用的电话机的挂机感觉很亲切，觉得自己所学的知识，越来越靠近人们的生活，内心对当初选择的通信专业更多了些热情以及对自己最初选择的肯定。当做最后一个实验的时候，我和同组的同学像其他同学一样在实验室拨打电话，对方拿起电话接听，试通话质量时的场景，现在还记忆犹新。实验带给我们的不只是动手能力的锻炼，知识的深刻理解，也是一种接触新鲜事物而有的收获的喜悦，激励我们在专业知识的学习上走得更远更好。

5.通信原理实验教学大纲 篇五

《通信原理》 实 验 报 告

学生姓名 学生学号

学 院 信息科学与工程学院

专业班级

完成时间

实验二 数字调制

一、实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。

3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。

4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。

三、基本原理

本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号。调制模块内部只用+5V电压。

数字调制单元的原理方框图如图2-1所示，电原理图如图2-2所示（见附录）。

晶振÷2(A)滤波器CAR放大器2PSK调制 射随器2DPSK÷2(B)滤波器CAR/22FSK调制CAR2FSKNRZAK BS码变换BK2ASK调制2ASK

图2-1 数字调制方框图

本单元有以下测试点及输入输出点：

 CAR

 BK

2DPSK信号载波测试点

相对码测试点

 2DPSK

 2FSK  2ASK

2DPSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V 2FSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V 2ASK信号测试点，VP-P>0.5V 用2-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对应关系如下：

 2（A）

 2（B）

 滤波器A  滤波器B  码变换

 2ASK调制

 2FSK调制

 2PSK调制

 放大器

 射随器

U8：双D触发器74LS74 U9：双D触发器74LS74 V6：三极管9013，调谐回路 V1：三极管9013，调谐回路

U18：双D触发器74LS74；U19：异或门74LS86

U22：三路二选一模拟开关4053 U22：三路二选一模拟开关4053 U21：八选一模拟开关4051

V5：三极管9013 V3：三极管9013 将晶振信号进行2分频、滤波后，得到2ASK的载频2.2165MHZ。放大器的发射极和集电极输出两个频率相等、相位相反的信号，这两个信号就是2PSK、2DPSK的两个载波，2FSK信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，也是通过分频和滤波得到的。

下面重点介绍2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2-3所示。

图2-3 2PSK、2DPSK波形

图中假设码元宽度等于载波周期的1.5倍。2PSK信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时，2PSK信号相位变化180，相同时2PSK信号相位不变，可简称为“异变同不变”。2DPSK信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1”时，2DPSK信号的相位变化180。码元为“0”时，2DPSK信号的相位不变，可简称为“1变0不变”。

应该说明的是，此处所说的相位变或不变，是指将本码元内信号的初相与上一码元内信号的末相进行比较，而不是将相邻码元信号的初相进行比较。实际工程中，2PSK或2DPSK信号载波频率与码速率之间可能是整数倍关系也可能是非整数倍关系。但不管是那种关系，上述结论总是成立的。

本单元用码变换——2PSK调制方法产生2DPSK信号，原理框图及波形图如图2-4所示。相对于绝对码AK、2PSK调制器的输出就是2DPSK信号，相对于相对码、2PSK调制器的输出是2PSK信号。图中设码元宽度等于载波周期，已调信号的相位变化与AK、BK的关系当然也是符合上述规律的，即对于AK来说是“1变0不变”关系，对于BK来说是“异变同不变”关系，由AK到BK的变换也符合“1变0不变”规律。

图2-4中调制后的信号波形也可能具有相反的相位，BK也可能具有相反的序列即00100，这取决于载波的参考相位以及异或门电路的初始状态。2DPSK通信系统可以克服上述2PSK系统的相位模糊现象，故实际通信中采用2DPSK而不用2PSK（多进制下亦如此，采用多进制差分相位调制MDPSK），此问题将在数字解调实验中再详细介绍。

AKBK-1+TSBK2DPSK(AK)2PSK调制2PSK(BK)

图2-4 2DPSK调制器

2PSK信号的时域表达式为

S(t)= m(t)Cosωct 式中m(t)为双极性不归零码BNRZ，当“0”、“1”等概时m(t)中无直流分量，S(t)中无载频分量，2DPSK信号的频谱与2PSK相同。

2ASK信号的时域表达式与2PSK相同，但m(t)为单极性不归零码NRZ，NRZ中有直流分量，故2ASK信号中有载频分量。

2FSK信号（相位不连续2FSK）可看成是AK与AK调制不同载频信号形成的两个2ASK信号相加。时域表达式为

S(t)m(t)cosc1tm(t)cosc2t

式中m(t)为NRZ码。

fc-fs fc fc+fs f2ASKfc-fs fc fc+fs2PSK（2DPSK）f fc1-fs fc1 fc2 fc2+fs2FSKf图2-5 2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK信号功率谱

设码元宽度为TS，fS =1／TS在数值上等于码速率，2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK的功率谱密度如图2-5所示。可见，2ASK、2PSK（2DPSK）的功率谱是数字基带信号m(t)功率谱的线性搬移，故常称2ASK、2PSK（2DPSK）为线性调制信号。多进制的MASK、MPSK（MDPSK）、MFSK信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。

本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK也具有离散谱。

四、实验步骤

本实验使用数字信源单元及数字调制单元。

1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N（NRZ）端。

2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK（即调制器的输入），CH2接数字调制单元的BK，信源单元 的K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。

3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。

2DPSK AK 2DPSK BK

4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）。

AK 2FSK AK SASK

5、用频谱议观察AK、2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱（条件不具备时不进行

此项观察）。

条件不具备

五、实验报告要求

1、设绝对码为全

1、全0或1001 1010，求相对码。绝对码全为1时，相对码为：1010 1010 绝对码全为0时，相对码为：0000 0000 绝对码为1001 1010时，相对码为：1110 1100

2、设相对码为全

1、全0或1001 1010，求绝对码。相对码全为1时，绝对码为：1000 0000 相对码全为0时，绝对码为：0000 0000 相对码为1001 1010时，绝对码为：1101 0111

3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。

4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。

规律：相对码的码反变换规则为 “比较相对码本码元与前一码元 电位相同 绝对码为0，否则为1”，反变化与之相反。

5、总结2DPSK信号的相位变化与信息代码(即绝对码)之间的关系以及2DPSK信号的相位变化与相对码之间的关系（即2PSK的相位变化与信息代码之间的关系）。

2DPSK 信号的相位变化与绝对码（信息代码）之间的关系是：“1 变0 不变”，即“1”码对应的2DPSK 信号的初相相对于前一码元内2DPSK 信号的末相变化180º，“0”码对应的2DPSK 信号的初相与前一码元内2DPSK 信号的末相同。

6.通信原理实验教学大纲 篇六

专

业：通信工程 班

级： 姓

名：

指导老师：

日

期：2014.6.9

实验一 FSK传输系统系统试验

一．实验目的

1.熟悉 FSK 调制和解调基本工作原理； 2.掌握 FSK 数据传输过程；

3.掌握 FSK 正交调制的基本工作原理与实现方法； 4.掌握 FSK 性能的测试；

5.了解 FSK 在噪声下的基本性能。

二．实验仪器

1.JH5001通信原理综合实验系统 2.20MHz双踪示波器

三．实验内容

测试前检查：首先将通信原理综合实验系统调制方式设置成“FSK 传输系统”；用示波器测量TPMZ07 测试点的信号，发现有脉冲波形，则说明实验系统已正常工作。

（一）FSK调制 1.FSK基带信号观测

(1).TPi03 是基带FSK 波形（D/A 模块内）。通过菜单选择为1 码输入数据信号，观测TPi03 信号波形，测量其基带信号周期。如图1.1.1所示。

(2).通过菜单选择为0 码输入数据信号，观测TPi03 信号波形，测量其基带信号周期。如图1.1.2所示。将测量结果与1 码比较。

图1.1.1 全1码的基带信号

图1.1.2 全0码的基带信号 分析：由图可知，输入全1码时的基带信号周期约为27us，输入全0码时的基带信号周期约为54us，则输入全0码时的基带信号周期约为全1码时的2倍。

2.发端同相支路和正交支路信号时域波形观测

TPi03和TPi04分别是基带FSK 输出信号的同相支路和正交支路信号。测量两信号的时域信号波形时将输入全0 码，测量其两信号是否满足正交关系。波形如图1.1.3所示。

图1.1.3 TPi03 和TPi04波形

分析：由图可以看出TPi03 和TPi04的波形相位相差π，满足正交关系。思考：产生两个正交信号去调制的目的是防止码间串扰。

3.发端同相支路和正交支路信号的李沙育波形观测

将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的正交性，其李沙育应为一个圆。通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量。输入码型为全0码、全1码、0/1码和特殊码是的李沙育波形分别如图1.1.4、图1.1.5、图1.1.6和图1.1.7所示。

图1.1.4 全0码

图1.1.5 全1码

图1.1.6 0/1码

图1.1.7 特殊码

分析：输入各种不同的码序列得到的李沙育图形都呈现出圆形。

4.连续相位FSK调制基带信号观测

TPM02是发送数据信号（DSP+FPGA模块左下脚），TPi03是基带FSK 波形。测量时，通过菜单选择为0/1码输入数据信号，并以TPM02作为同步信号。观测TPM02与TPi03点波形应有明确的信号对应关系。并且，在码元的切换点发送波形的相位连续。如图1.1.8所示。通过菜单选择为特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤。记录测量结果，如图1.1.9所示。

图1.1.8 0/1码

图1.1.9 特殊码

思考：图中，观测两重叠波形，TPM02为高时，TPi03的频率高，TPM02为低时，TPi03的频率低，但TPi03的波形连续，即非连续相位FSK调制在码元切换点的相位是连续的。

5.FSK调制中频信号波形观测

(1).选择0/1码输入数据信号，以TPM02作为同步信号,观测TPM02与TPK03点波形有明确的信号对应关系,如图1.1.10所示。

(2).选择特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤，如图1.1.11所示。(3).断开跳线器Ki01或Ki02，重复上述测量步骤。观测信号波形的变化，分析变化原因，如图1.1.12和图1.1.13所示。

图1.1.10 0/1码

图1.1.11 特殊码

图1.1.12 0/1码

图1.1.13 特殊码

分析：将正交调制输入信号中的一路基带调制信号断开后，由图可知，波形总体上不变，但频率分量有所增加。这是因为在FSK正交方式调制中，如果只采用一路同向FSK信号进行调制，会产生两个FSK频谱信号，使频率分量增加。

（二）FSK解调 1.解调基带FSK信号观测

用中频电缆连结KO02和JL02，测量解调基带信号测试点TPJ05，用TPM02作同步。

(1).选择1码，观测TPJ05测量其信号周期,如图1.2.1所示；

(2).选择为0/1码，观测TPJ05，如图1.2.2所示。根据观测结果，分析解调端的基带信号与发送端基带波形（TPi03）不同的原因。

图1.2.1 全1码

图1.2.2 0/1码

分析：全1码输入时，TPJ05的输出波形的频率不变；0/1码输入时，高电平处TPJ05的频率高，低电平处TPJ05的频率低。

思考：解调端的基带信号与发送端基带波形（TPi03）不同的原因是：存在噪声的影响且信道特性不稳定，存在着衰落。

2.解调基带信号的李沙育（x-y）波形观测

将示波器设置在（x-y）方式，观察TPJ05和TPJ06的波形。(1).选择1码，仔细观测其李沙育信号波形,如图1.2.3所示；(2).选择为0/1码，仔细观测李沙育信号波形，如图1.2.4所示；

图1.2.3 全1码

图1.2.4 0/1码

分析：全1码时，李沙育信号波形近似为一个圆环，更接近椭圆；0/1码时，李沙育信号波形同样近似为一个圆环，且环形粗一点。

思考：接收端与发送端李沙育波形不同的原因：存在噪声的影响且信道特性不稳定，存在着衰落。

3.接收位同步信号相位抖动观测

用发送时钟TPM01信号作同步，选择不同的测试序列测量接收时钟TPMZ07的抖动情况。输入码型为全1码和全0码，其波形分别如图1.2.5和1.2.6所示：

图1.2.5 全1码

图1.2.6 全0码

分析：方波高电平初始端存在脉冲。

思考：全0或全1码下观察不到位定时的抖动是因为：在全1码和全0码的情况下，所有的输入码元均相同，无电平跳变，不存在相位的变化，因此观察不到相位抖动。

4.解调器位定时恢复与最佳抽样点波形观测

TPMZ07为接收端DSP调整之后的最佳抽样时刻输入m序列，观察TPMZ07（以此信号作同步）和TPN04波形的之间的相位关系，如图1.2.7所示。

图1.2.7 解调器位定时恢复与最佳抽样点波形

分析：最佳抽样时刻位于抽样判决点的中间时刻，也即具有最大能量处。

5.位定时锁存和位定时调整观测

(1).输入为m序列时，观察TPM01（以此信号作同步）和TPMZ07（收端最佳判决时刻）之间的相位关系，如图1.2.8所示；

(2).不断按确认键，观察TPMZ07的调整过程和锁定后的相位关系，如图1.2.9所示；

(3).输入全1重复该实验，解释原因。按确认键前后波形如图1.2.10和图1.2.11所示；

(4).断开JL02接收中频环路，观测TPM01和TPMZ07之间的相位关系，并解释测量结果的原因。

图1.2.8 m序列确认前

图1.2.9 m序列确认后

图1.2.10 全1码确认前

图1.2.11 全1码确认后

分析：

（1）输入为m序列时，方波高电平初始端存在脉冲，发端时钟和最佳判决时刻之间的相位同步。

（2）不断按确认键，波形总体上保持不变。

（3）输入为全1码时，按确认键调整过程中脉冲位置发生了变化，即发端时钟和最佳判决时刻之间的相位发生了变化，原因是全1码时，输入波形没有变化，位定时失步；断开中频环路，按确认键，则脉冲位置发生变化，原因是断开中频环路后，无法正确判断出码元的起止。

6.观察在各种输入码字下FSK的输入/输出数据

通过菜单选择为不同码型输入数据信号，观测TPM04点输出数据信号是否正确。观测时用TPM02点信号同步。输入码型分别为特殊码、全1码和0/1码是波形分别如图1.2.12、图1.2.13和图1.2.14所示：

图1.2.12 特殊码

图1.2.13 全1码

图1.2.14 0/1码

分析：可以看出特殊码和0/1码输出波形与输入波形基本一致，只是相位上有一定的偏移，全1码为直线。

四．实验思考题

1.FSK 正交调制方式与传统的一般FSK 调制方式有什么区别? 其有哪些特点？

答：两者区别:一般FSK调制方式产生FSK信号的方法是根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种FSK信号称为不连续FSK信号。而FSK正交调制方式产生FSK信号的方法是，首先产生FSK基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。FSK正交调制方式可以消除各个频率间的相互干扰，从而消除由于频率干扰造成的误码。若频率不正交，在抽样时刻各支路信号波形是相关的，一条支路的误码必然导致判决结果的错误，从而增大了误码率。

FSK正交调制方式的特点：随着FSK码长的增加，FSK信号的带宽增加，频带利用率降低。即以增加信号频带来换取误码率的降低。

2.TPi03 和TPi04 两信号具有何关系？

答：TPi03和TPi04分别为同向支路和正交支路，两信号为正交关系。

五．心得体会

7.通信原理实验教学大纲 篇七

通信原理课程是通信工程专业的专业基础课, 该课程注重培养学生掌握通信系统的基本理论和分析方法。通信原理实验是通信原理课程的重要实践教学环节, 它不仅要让学生验证理论, 掌握基本技能, 更重要的是培养学生的动手能力、应用能力、综合分析和解决问题的能力, 对提高学生的专业素质, 培养应用型通信工程专业人才起着不可替代的作用。因此, 必须通过对当前通信原理实验教学进行改革, 改善教学效果[2,3,4,5]。

1 通信原理实验教学现状

1.1 教学理念落后

不同于重视理论型人才培养和科学教育的传统教育模式, 应用型人才培养模式在人才培养目标上重视实践技能的培养[6]。目前, 在通信原理实验教学中, 普遍存在重理论、轻实践, 重知识、轻能力的观念。认为实验主要是为理论教学服务, 是理论教学的附属和配角, 对实验教学重视不够, 习惯于以书本知识为主, 与实践一线脱节, 学生难以获得应用能力培养训练。

1.2 教学模式陈旧

长期以来, 实验教学都沿袭着“老师示范, 学生模仿”的传统模式, 并且普遍采用“注入式”而非“启发式”的实验教学方法, 在实验内容选取上, 大部分也都是验证书本上所讲述的理论或者方法, 学生按照实验讲义上操作步骤机械式地完成实验任务。这使得学生容易感到枯燥无味, 调动不了对实验的兴趣, 从而难以培养和提高学生的实践能力。

1.3 实验室建设相对滞后

通信工程课程的实验问题是困扰各高校的一个难点问题, 无论是基础实验还是专业进阶型实验的开设, 都需要投入大量的资金, 这对于很多高校来说都是难以承受的, 因此, 很多通信原理实验教学还是通过实验箱来实现。由于实验箱的局限性, 从而使学生往往能够观察到的都是时域波形, 频域波形及误码率之类的指标无法获得, 并且通过实验箱进行通信原理实验, 对学生来说往往是被动的, 主动性很差, 很难获得应用能力的培养。

2 实验教学改革方案

2.1 树立正确的教学理念

教学理念是人们对教学活动的看法和持有的基本的态度和观念, 是人们从事教学活动的信念。因此, 正确的教学理念是提高教学质量的重要途径。培养学生的动手能力和创新能力, 是应用型本科院校通信工程专业非常重要的任务。因此, 教师必须认识到实验教学是高校教学体系中的重要组成部分, 它不仅能让学生巩固课堂理论知识, 增强学生基本技能, 更重要的是培养学生的动手能力、创新能力, 综合分析和解决问题的能力, 又培养学生严谨求实的工程实践作风, 最终达到通信工程应用型人才素质要求。

2.2 创新实验内容

通信技术日新月异, 这就要求通信原理实验的教学应尽可能跟上通信技术的发展。通信原理课程理论性强, 抽象概念难以理解, 数学公式推导复杂, 若想让学生很好地掌握该课程基本理论, 除提高理论课程的讲课质量之外, 还需加强实践教学环节, 创新实践教学内容, 让学生加深对理论课程内容的理解和掌握[7,8]。如通过验证性实验帮助学生巩固和加强有关知识内容的理解, 培养学生的实验动手能力;综合性实验是要求学生在掌握信号离散化、调制解调、信道编码译码等相关知识的基础上, 搭建一个完整的通信系统, 通过此类实验主要是培养学生对通信系统知识的综合运用, 提高学生的综合应用能力;设计性实验是学生根据老师确定的设计题目, 通过查阅相关资料, 确定设计方案, 计算实验参数, 完成硬件制作, 从而提高学生对所学各科知识的综合运用。

2.3 更新实验方法

在通信原理实验教学中, 目前大部分高校还采用传统的实验教学方法——教师示范, 学生练习, 即教师按实验操作顺序进行示范, 然后学生机械地进行操作完成实验任务, 这样的实验方式忽视了对学生创新意识和思维的培养, 使学生感到实验枯燥无味, 调动不了对实验的兴趣, 无法达到实验教学效果。同时现有的通信原理实验通常采用实验箱来完成, 学生参考实验指导书将各个连接端连接好, 就可以看到实验结果, 也就是学生只知道某个模块的功能而不知道这个功能是怎样实现的, 这样的实验对学生来说往往处于被动状态, 主动性较差, 很难培养学生的创新性能力。因此在实验中, 教师应设计性提出思考问题, 引导学生积极讨论、分析和提出解决问题的方案, 并最终解决问题, 使整个实验教学活动由教师引导、学生参与、独立操作3个部分组成, 并且在实验手段上可采用软件仿真为主, 硬件实验为辅的方法, 从而实现学生创新意识和创新能力的培养。

2.4 完善考核方式

实验的考核方式对学生做实验的好坏, 所做实验的效果至关重要。目前大部分教师都是通过学生所交实验报告来评价学生所做实验的效果。这样的考核方式对学生实验效果评价较为片面, 使得有些学生做实验时应付一下, 下课后去抄袭另外同学的实验数据, 不能达到实验教学的目的, 也无法通过实践培养学生的应用能力。因此需要教师精心设计考核方法和手段, 使实验效果最大化。如在每次实验前, 教师可以随机抽查部分学生, 让学生较为准确、简洁地描述该次实验的基本原理, 所涉及的模块功能、性能参数及在实验过程中有可能出现的问题。在实验进行过程中, 观察学生模块之间连接及系统调试的熟练程度, 并让学生描述是怎样解决在实验过程中所遇到的问题, 解决该问题的基本理论是什么?实验完成后, 让每位学生对自己的实验文档归纳、整理, 并附上实验心得和提交深化该实验内容的方案。教师在每一个阶段严格检查, 使学生在做实验过程中非常认真, 不理解的问题自己会主动查阅资料, 实验效果将会非常明显。

2.5 加大实验设备的投入

实验仪器是实验者的工具, 拥有完整、先进的实验设备和良好实验环境的实验室, 对大学生实践能力、工程素质和应用能力的培养起着至关重要的作用。因此, 实验仪器的配置是实验室建设的重点, 由于通信工程专业实验设备综合性强, 设备经费投入高等特点, 使得普通本科高校的实验室建设较为落后。虽然最近大部分高校都申请到了中央财政支持地方高校发展专项资金, 但只能满足该专业基础实验室建设, 无法购买专业的通信设备。因此对于专业实验设备除了通过申请和自筹经费购买外, 学校应加强与企业的合作, 比如移动、电信等运营商。让企业提供设备, 学校提供场地, 在校内建设一个实验中心, 使该中心与实际的实践教学环节要求差距较小, 除了能满足应用型人才培养要求外, 还能对运营商代维公司人员进行入职培训, 从而达到校企共赢。

2.6 加强实验队伍建设

教师是指导实验的主体, 拥有一支学术水平高、训练有素、人员稳定的实验教学队伍, 是保障实验教学和实验室建设顺利进行的必要条件。目前大部分实验室工作不受重视, 并且部分教师不愿把时间花费在实验教学上, 使得新实验的设计与开发、学生常规实验指导和新项目的提出与实验都停滞不前。因此, 只得通过提高实验教师地位;组织有坚实的理论基础、熟悉技术发展的前沿与方向、动手能力强的教师参与实验教学工作, 从物质和精神上鼓励教师开设新的实验项目, 才能保证每门实验课程具有相对稳定、教学水平高、认真负责的教师。

3 结语

通信原理课程的学习, 对通信类专业的后续课程学习起着至关重要的作用。重视实验教学环节, 发挥实验教学作用, 是深化通信原理课程学习的重要手段。该文探讨了普通应用型本科学校通信原理实验教学改革, 提出一种探索性的教学观念、实验内容、实验考核等改革的新思路。经过实践证明, 这些改革措施取得了较好的教学效果。

参考文献

[1]胡玉叶, 李高建, 朱秀斌.适应技能型教学构建实践教学体系[J].中国成人教育, 2007 (12) :131-132.

[2]哈聪颖, 王俊, 张有光.通信专业类综合性实验研究与探索[J].实验室研究与探索, 2013, 32 (8) :170-173.

[3]包永强.通信原理课程实践教学探讨[J].电气电子教学学报, 2013, 35 (4) :114-116.

[4]李莉, 赵蓉, 项东.通信原理综合实验教学改革的实践[J].实验室研究与探索, 2015, 34 (8) :179-181.

[5]许正荣, 贾贤龙, 李阳.通信原理实验教学改革与实践[J].实验技术与管理, 2013, 30 (4) :171-174.

[6]胡永祥, 杨伟丰, 蒋鸿, 等.应用型通信工程专业实践教学体系的构建[J].湖南工业大学学报, 2011, 25 (3) :105-108.

[7]朱秋明, 陈小敏, 徐大专.《通信原理》综合实验教学研究[J].高校实验室工作研究, 2011 (4) :16-17.

8.通信原理课程教学改革的探讨 篇八

【关键词】通信工程专业 通信原理 教学实践

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）07C-0151-02

一、通信原理教学存在的问题

通信原理是通信与信息系统学科的专业主干课程，阐述通信系统特别是数字通信的基本理论，为学生在今后的工作掌握和研究各种通信系统打下基础，课程的教学质量直接影响通信工程专业本科生的培养质量。在总结多年教学实践的基础上，我们归纳出该课程教学存在以下问题：

（一）对多媒体教学的依赖影响了通信原理课程的授课质量。在大力提倡多媒体授课之前的时间里，教师主要通过黑板板书的方式进行教学，这种授课方式的主要缺点是板书占用时间太多，一些知识点如各种信号波形和频谱图不易描述。当前教师基本采用多媒体授课，主要通过PPT进行课堂讲解，这种授课方式的主要优点是信息量大，但是缺陷也非常突出，教师和学生都容易对多媒体教学形成依赖心理，特别是对于部分同学，上课就像看电影，上完了也就看完了，同时也很快忘光了。

（二）通信原理章节内容的讲授方法有待提高。由于教材将通信的基本理论分割成相对独立的技术，每一章阐述的知识点是一个个的单元，与通信系统的整体架构和工作原理是分割的，学生在学习的过程中是被动接受不同的通信技术，并不理解学习这些知识的作用和重要性，也就是不知为什么要学这些东西。

（三）教材的部分内容已经跟不上通信发展的步伐。部分知识与其它课程的知识点重叠，一些未来可能成为主流通信技术的知识在教材中尚是空白，不能适应培养高质量通信人才的需要。

二、通信原理教学手段和方法的改革

当前，通信原理课程的教学手段和方法呈现多样化的格局，推动了课程的改革进程，取得了较好的教学成绩，但是仍有一些问题没有得到很好的解决，新的问题还在不断出现，立足于现实情况，该课程在教学手段和方法还需要在以下几个方面进行改革：

（一）对绪论中的通信系统模型要做重点讲解。在后续章节具体技术的讲解与通信系统模型紧密结合起来，让学生明白所学技术理论在实际通信系统中扮演的角色和发挥的作用。绪论是教材的总纲，大部分通信原理教材在绪论中介绍通信的基本概念、通信系统的组成、评价通信系统性能的主要技术指标等，这些都是通信系统最重要的内容，掌握的好坏对于学习和研究通信系统至关重要。在以往的通信原理课程教学中，很多教师认为绪论的内容在教材后续章节都会详细阐述，因此不重视绪论部分内容的讲解，导致学生不能从总体上理解通信系统。针对这个问题，我们在通信原理教学中，投入了大量精力和充足的课时对绪论中的内容，尤其是通信系统的组成和性能指标等进行了通俗详尽地讲解，让通信系统的架构深深地印入同学们的脑海，建立起对通信系统的初步理解和框架。同时，我们在后续讲解每一章节的时候，将该章的知识点的基本原理与通信系统的工作原理结合起来，阐明其在通信系统中的应用以及如何与其它系统部分配合工作，对于学好通信原理是非常关键的。

（二）课堂教学中应该加强对黑板板书授课方式的重视。以PPT、视频为代表的多媒体教学手段在一定程度上提高了讲解效率，加大了课堂信息量，但是在通信原理课程上的弊端也日益凸显，虽然这些弊端并不是多媒体教学本身的问题。不可否认的是，随着多媒体教学的日益普及，事实上黑板板书在课堂教学中的比重已经很小了，很多教师几乎采用纯PPT教学，板书的内容寥寥无几，违背了提倡多媒体教学的初衷。究其原因是多方面的，其中多媒体授课相对黑板板书节省了教师大量的体力劳动，且可以重复使用，也是很重要的原因之一，于是教师越来越对多媒体教学形成依赖就不难想象。事实上，这种授课方式对工科学生是非常有害的。就通信原理课程而言，如果用形象生动的图形直观显示在幻灯片上，确实有助于学生理解所学的知识，教师也可以方便直观地进行讲解。但同时我们知道，通信原理是一门理论性较强的课程，基本理论都是建立在数学公式推导基础之上的，教师不通过黑板板书向学生教授推导的过程，学生是很难学到其中的精髓的。不仅通信原理，很多工科课程都是如此，数学推导能力可以说是每个工科学生所必须具备的能力，一旦学生养成了看PPT而疏于动手推导的习惯，后果将是非常严重的，我们是培养不出合格的工科人才的。因此，我们在通信原理课程的教授中，不仅通过PPT讲解，还在黑板上进行大量的数学推导，并要求学生在课下自己进行推导，以培养学生的数学能力。还要强调一点的是，现在的大学生往往不喜欢动手做笔记，热衷于拷贝多媒体讲义复习所学的内容，事实上动手做笔记是一个非常重要的学习习惯，不仅仅是抄写的过程，同时也是加深理解的过程。

（三）将章节学习与MATLAB仿真同步展开，加深学生对所学知识的理解和感性认识。为了巩固课堂所学的知识，一般的做法是实验课和理论课程同步，例如脉冲调幅、相移键控等实验，安排在理论课一上完就进行相关实验，以巩固和提高学生对理论知识的掌握程度。这种做法有一定的效果，但是由于受到时间、设备等因素的影响，效果不是很理想，原因在于学生做一次实验形成的印象并不深刻，而重复多次实验在现实条件下又不可行，在条件较差的学校，由于实验设备的欠缺，往往几个人共用一套实验器材，效果又得打折扣。针对这个问题，我们在教学中采取将章节学习与MATLAB程序仿真同步展开，相互印证，达到了很好的教学效果。众所周知，通信原理教材中的几乎每一种技术都是可以进行计算机仿真的，而现在的大学生基本上人手一台电脑，只需要安装MATLAB软件，就可以自由地进行通信基本理论的仿真，不受时间和地点的限制，既充分巩固了所学的理论知识，又提高了编程能力，一举多得。

三、通信原理教学内容的改革

与通信技术发展相适应的通信原理教学内容是时代的需求。因此，通信原理教材的内容也有必要不断地修订，对此我们也做了一系列的改革，具体内容是：

（一）压缩模拟技术等的教学，增加新兴通信技术手段的教学。现有的通信原理教材中，模拟调制技术、随机过程等章节内容在通信工程专业其它课程如通信电子线路、随机信号分析课程中已经详细地学过，在通信原理教学中只需要简单地提及。在新兴通信技术上，部分教材增加了CDMA、OFDM技术的内容，但是还不够，有必要增加MIMO技术的介绍，对于学生未来掌握应用MIMO通信系统是有益的，而MIMO通信系统是未来通信系统的主流候选方案。除此之外，中继协同通信、认知无线电等新兴通信技术也有必要在教学中涉及，使学生对前沿通信技术有所了解，为未来深入学习和研究通信技术打下基础。

（二）强化通信信道的教学。虽然每一种通信原理教材都有信道这一章，但是对通信信道的阐述深度和广度存在不足，一般只是简单介绍无线信道和有线信道的概念与特点、信道的基本数学模型，这些概念固然重要，但不足以让学生较好地掌握信道的特征，特别是移动信道的重要特征如衰落、电平通过率、平均衰落持续时间等，内容更具体化，在学习和工作中更常用到。

（三）强化信息论的基础知识教学。信息论通常是研究生的培养课程，但是作为通信系统的指导理论很有必要在通信原理中有所涉及。学生在学习过程中会经常看到信息论中的一些基本概念如熵、信息量和信道容量等，会觉得很陌生，不能理解，有必要在通信原理教材中单独用一章介绍信息论中的基础知识，扩大学生对信息科学基本理论的知识面，提升学生对信源编码和信道编码核心内容的理解。信源编码压缩信源中的无规律的冗余比特，这部分比特不提供信息量；信道编码向被压缩过的信息序列中插入有规律的比特，接收端根据规律可以纠正信道干扰产生的信息错误。

我们在近几年的通信工程专业本科生班级中进行了基于以上内容的教学改革实践，取得了明显成效，学生对于通信原理知识的理解程度显著增强，知识更加全面，印象更加深刻，读研学生的科研能力显著提高。

【参考文献】

[1]樊昌信.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2001

[2]曹志刚，钱亚生.现代通信原理[M].北京：清华大学出版社，l999

【基金项目】广西师范大学教育教学改革与建设立项A类项目