基带传输系统的通信原理论文

摘要:作为电信类专业的核心课程,“通信原理”是后续专业课程学习的基础,对学生日后的工作以及科学研究有着重要的指导作用。本课程组依据多年“通信原理”课程教学经验,剖析课程特性,有针对地在课堂教学环节和实践应用环节进行改革,以提高学生分析问题、解决问题的能力,并有效地培养学生的创造性思维,达到理想的教学效果。下面是小编精心推荐的《基带传输系统的通信原理论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

基带传输系统的通信原理论文 篇1：

通信原理课程的理论教学模式优化探索

【摘要】通信原理课程是一门理论性和综合性很强的专业课。针对目前通信原理课程理论教学中存在的问题，提出了注重与先修课程的紧密联系、注重学生对系统的理解、采用启发式辅助教学和采用MATLAB辅助教学的教学模式优化探索，来改进课堂教学效果，提升学生的学习兴趣和主动思考的能力。

【关键词】通信原理 教学改革 教学优化

【基金项目】南京邮电大学教学改革项目（JG00214JX62）资助。

一、通信原理课程的特点

通信原理是电子信息类本科专业的专业核心课，具有理论性强、综合性强和实践性强的特点，也是高校通信信息类专业研究生入学考试或复试必考科目之一。同时，通信原理也是无线通信等其他通信技术的基础，对其的掌握程度直接影响到对目前和未来广泛使用的新型通信技术的理解。

通信原理课程的先修课程很多，包括高等数学、概率统计、随机信号处理、信号与系统和数字信号处理等理论基础课和专业基础课，涉及的知识面广，知识点多，且许多知识点都有复杂的公式及推导，理解难度大。

二、目前教学模式普遍存在的问题

南京邮电大学通信原理课程采用的教材为樊昌信、曹丽娜编著的《通信原理（第6版）》[1]，主要内容分为绪论、预备知识、信道、模拟通信系统、数字通信系统、模拟信号的数字转换，其它通信相关知识等，知识分块清楚，便于学生梳理。课程教授主要采用以理论教学为主，实验箱实验仿真为辅助，理论教学采用PPT与板书相结合的授课方式。

目前教学模式普遍存在着以下问题：

1.对《信号与系统》课程联系不紧密，直接影响到学生对知识点的透彻理解。尽管《通信原理（第6版）》中有两章预备章节《确知信号》和《随机过程》，对《信号与系统》课程中有关的预备知识进行了复习，但笔者在教学过程中发现这些预备知识对于本课程的理解还不够。其原因是《信号与系统》与本课程的联系非常紧密，其知识点贯穿在整个章节中[2]。例如：通信原理课程中基带传输系统和调制传输系统的原理讲解都在频域中进行，涉及到《信号与系统》中基本信号的频域分析，信号通过系统后的变化等。笔者发现学生对《信号与系统》相关知识的遗忘严重影响了对通信原理课程的理解。

2.知识点的讲授偏重理论上的理解，未纳入系统中让学生领会。由于通信原理课程理论性很强，很多小节都设及到大量的公式，在教学中往往会偏重通过板书推导一遍来理解此知识点，导致的一个问题是学生单单从理论上理解了这个知识点，但对为什么需要这样，对整个系统中所处的位置或作用不明确甚至没有概念。

3.目前通信原理课程讲解主要是“填鸭”式教学，学生被动接受知识，缺乏积极性。由于通信原理课程理论性强的特性，教师在讲解此课程中无法回避理论知识的传授，但由于理论知识的枯燥乏味，导致学生学习主动性不高，课堂活跃性不够，学生缺乏主动思考，导致学生对课程的理解也仅限于解题。

4.目前，通信原理课程的实验主要以实验箱实验仿真为主，实验箱仿真的目的主要是加深学生对理论课的理解，提高学生的实际动手能力。但是由于实验课课时有限，加上实验课滞后于理论课，对理论教学的理解帮助有限。因此，如何用更便捷的实验手段帮助学生直观地理解通信原理系统及各个框架的工作原理，是目前通信原理课程存在的一个问题。

三、教学模式的优化探索

笔者近几年来一直从事通信原理课程的教学，鉴于目前通信原理课程中存在的上述问题，从实际课堂和学生角度出发，从以下几个方面对教学模式的优化进行探索。

1.注重与《信号与系统》课程的紧密联系。《信号与系统》是《通信原理》的重要专业先修课程，对《信号与系统》中相应知识（如基本信号的频域变换，信号通过系统等）的理解和熟悉程度直接影响到对《通信原理》中重要知识点的理解。例如：调制与解调是通信原理的重要内容，其中通过信号与载波相乘来进行调制，实现信号的频谱搬移，实际上就是《信号与系统》课程中常见变换的频域分析；为什么AM信号频谱中存在载频分量而DSB信号频谱中没有载频分量，对应着《信号与系统》课程中基本信号和常见变换的频域分析；在讲解基带传输系统中无码间串扰的时域条件时，需要帮助学生回顾《信号与系统》中“冲激信号通过系统后的输出信号为系统的冲激响应”。因此，在课前复习下相应知识或要求学生准备《信号与系统》查阅，将有利于学生对通信原理课程的掌握，同时也使学生对通信原理课程的畏难情绪减少。

2.在讲解理论知识点的同时，注重学生对系统的理解。由于通信原理课程的理论性强，在很多小节上需要板书理论推导来加深学生对知识点的理解，很多情况下会导致学生只理解了理论公式，而对系统迷糊不解。因此，在从理论上讲解各小知识点前，需要先讲解其在系统中所处的位置和具体作用。例如：在讲解模拟调制系统的抗噪声性能时，重点讲解输入信噪比与输出信噪比，在计算输入噪声功率时，需要用到带通滤波器的带宽，在计算输出噪声功率时，需要用到低通滤波器的带宽。只有将此带通滤波器和低通滤波器在系统中所起的作用讲解清楚了，学生才能理解两者的带宽如何计算，也才会理解FM系统中带通滤波器的带宽为什么不等于FM信号的带宽。

3.采用以问题为导向的启发式教学方式来辅助课程的理论教学。目前通信原理课程的理论教学主要是以PPT和板书相结合的方式，教师传授为主，学生被动接受，缺乏主动思考的积极性。为了提高学生的学习积极性，提高学生主动思考的能力，在课堂中采用以问题为导向的启发式辅助教学方式[3]。在讲解知识之前先提出一至两个相应的开放性问题，让学生带着问题去听课，在讲解知识之后请学生讨论回答，从回答中能得到学生对知识理解的反馈，再对未理解的部分进行解释讨论。另外，在每章结束后，分配一至两个额外的综合性问题或习题请学生分组讨论回答，提升学生对系统整体的理解。

4.采用MATLAB仿真工具模拟信号通过通信系统，来辅助理论教学。由于实验箱仿真滞后于理论教学，且相对费时，所以对理解理论知识辅助有限。而MATLAB仿真工具能方便实时地从数值上对通信系统进行模拟，来帮助学生对通信系统的工作原理进行直观地理解，且提高学生的课堂积极性[4]。例如：采用MATLAB仿真工具模拟语音信号的调制解调，将已调语音信号，解调语音信号和原始语音信号从时域和频域进行比较，加深对调制解调系统的理解；在讲解DSB调制时，可直接展示用MATLAB绘制的已调信号波形，帮助学生理解“载波反相点”。

四、总结

针对通信原理课程理论性强的特点，提出了在各知识点上注重与《信号与系统》课程的紧密联系、在理解理论知识的同时注重对总体系统的理解、采用问题导向式的启发式教学和MATLAB仿真工具来辅助课程的理论教学，使学生对理论知识的掌握更轻松更深刻，提高学生的课堂积极性，激发学生主动思考，并用于实际的课程教学中，改进了课程的教学效果。

参考文献：

[1]樊昌信，曹丽娜. 通信原理（第6版）[M]. 北京：国防工业出版社，2007.

[2]索郎桑姆，宁长春. “信号与系统” 与 “通信原理” 的教学关系研究 [J]. 电气电子教学学报，2014，36（2）.

[3]徐红，彭宏，吴涛.“通信原理”课程问题引导的启发式教学 [J]. 电气电子教学学报，2015，37（2）.

[4]王欣，陶杰等. 通信原理的教学改革[J].教育教学论坛，2015，9（39）.

作者：郭海燕　朱佳

基带传输系统的通信原理论文 篇2：

“通信原理”教学改革探索

摘 要:作为电信类专业的核心课程,“通信原理”是后续专业课程学习的基础,对学生日后的工作以及科学研究有着重要的指导作用。本课程组依据多年“通信原理”课程教学经验,剖析课程特性,有针对地在课堂教学环节和实践应用环节进行改革,以提高学生分析问题、解决问题的能力,并有效地培养学生的创造性思维,达到理想的教学效果。

关键词:通信原理教学改革能力培养

“通信原理”是电信类专业学生的必修核心课程,是“移动通信”、“卫星通信”、“光纤通信”等专业课程的先修课程,是任何一名从事电信行业的合格工程师所必须牢固掌握的基础理论和原理。鉴于其重要性,“通信原理”课程还被指定为通信与信息系统专业的研究生入学考试专业课笔试科目。因此,学好“通信原理”课程,无异于打好万丈高楼的扎实地基,对学生日后的学习、科研乃至整个职业生涯都有着重要的意义和深远的影响。但是,“通信原理”课程存在着知识点众多、知识体系结构复杂、概念抽象、数学推导繁多、与先修课程联系紧密等特点,学习难度大;另一方面,教学课时数有限,学生难以在短时间内接受、理解和消化课程知识,学习容易产生疲倦心理。综上,“通信原理”课程“时间短、内容多”的矛盾尤为突出,为了较好地解决这一对矛盾,达到理想的教学效果,深入探索新颖、针对性强、有效的教学手段和方法显得尤为重要。本课程组在多年“通信原理”课程教学经验积累的基础上,依托2011年度广西新世纪教改工程项目“《通信原理》课程教学改革探索与研究”,针对本课程内容的鲜明特点,集体分析、讨论和总结出了一套新颖的、卓有成效的教学手段和方法。在本文中,以国防工业出版社的《通信原理》教材[1]为基础,说明本课程组的教学思路。

1“通信原理”课程特点分析

“通信原理”课程对学生的逻辑思维、综合分析能力、数学演算推理等能力都有较高要求。为了提出有针对性的教学改革措施,分析总结“通信原理”课程主要特点如下。

(1)需要较好的数学基础。例如在推导二进制数字调制系统的抗误码性能时,需要用到概率论与随机过程、微积分等数学知识;而讲授差错控制编码知识时,则要求学生具有良好的线性代数功底。频繁的数学推导容易使学生疲惫,同时也会让学生有“学通信原理就是学数学”的错觉。(2)与先修课程“信号与系统”联系紧密。例如卷积、傅立叶变换、模拟信号的数字化等知识,都已经在“信号与系统”课程中学习过。如果学生没有掌握好“信号与系统”课程,不容易跟上老师讲课进度。(3)知识点众多,学生不容易抓住重点、难点,难以理清头绪。(4)知识点间联系紧密,综合性强,知识体系结构复杂。例如第10章“数字信号的最佳接收”,与第6章“数字基带传输系统”、第7章“数字带通传输系统”相关知识都有着紧密联系。这个特点要求学生有良好的综合分析能力。(5)知识点内容较为抽象,学生很难把简单的建模框图和具体通信系统中的实物联系。

2“通信原理”教学改革探索

针对第2部分所描述的通信原理课程特点,课程组对症下药,从课程内容教学、课外实践应用两个环节分析总结出了以下教学方法。

2.1 课程内容教学

为了解决“通信原理”课程课时数少与课程内容多而深的矛盾,需要研究如何在有限的时间里,帮助学生建立整体的通信系统概念和思维方式,突出学习内容中的重点和难点。

(1)在教材选择上,以一本为主,取众家之长。由于不同教材的侧重点不同,充分借鉴不同教材的优势,取长补短,可以达到良好的教学效果。(2)教学过程中着重阐明通信系统整体框图和流程,强调各功能模型的原理和作用,帮助学生建立起通信系统概念,使学生最终能够举一反三。(3)抓住“有效性”和“可靠性”这两条主线。例如有效性体现在多进制数字调制体系的进制数M上,可靠性体现在各种数字调制体系的抗误码性能分析等。让学生掌握分析通信系统性能的基本思路。(4)增强数学分析的严谨性,弱化具体推导过程。通过这种方式,使学生能够明白数学是用来解决通信工程中具体问题的工具。这样的教学内容安排有利于让学生把精力集中在基本的通信概念、原理上,抓准重点;另一方面,也能有效防止学生陷入盲目的公式推导中而无所适从。(5)讲授时注意课程内容的前后相关性,帮助学生建立完善的知识体系结构。例如,在讲授MQAM调制体系时,结合QPSK信号比较分析MQAM信号产生方法;结合MASK、MPSK信号特点讲授MQAM信号的优势。(6)若讲授的内容需要“信号与系统”课程先修知识(如第2章“确知信号”),适当放慢讲课速度,留给学生回忆已有知识的时间。(7)形象化教学。由于“通信原理”课程内容较为抽象,在授课过程中老师应当多举日常生活中的例子说明,或者结合现有的通信体系相关标准讲授基本原理。另外,在多媒体课件中还应该适当引入动态仿真演示,将课本中的知识形象生动地展现出来。

2.2 实践应用

纸上得来终觉浅,绝知此事须躬行。鉴于“通信原理”课程知识多、理解难、工程性强的特点,为了牢固掌握课堂教学知识,还应设计好实践应用环节。一方面,需要设计一定数量的例题和作业。在讲解每个基本概念之后,我们都插入1～2道简单例题辅助学生掌握知识。另外,在每节课结束后布置一定的综合性较强的课后演算作业,并在每节课开始阶段花一点时间点评作业。虽然例题讲解和作业点评在一定程度上加重了“通信原理”课程课时数少、教学任务重的矛盾,但是经过实践证明,如果时间控制得当,可以达到很好的教学效果,是磨刀不误砍柴工的。另一方面,除了安排9个课时的实验课程,我们鼓励学有余力的学生在课余时间自己动手去仿真一些基本通信原理或者制作一些通信小軟件;依靠查找课外参考资料的方式解决疑问。通过对仿真结果和理论结果的比对分析,进一步深化对课本知识的理解,并以此锻炼学生解决实际问题的能力。为了更好地指导和帮助学生完成课外实践,课程组老师在固定的办公室轮流值班答疑。通过这种方式,将课堂教学延伸至课外,教学转变为师生共同探讨、解决问题的过程;教学内容也可以从讲授具体知识上升到学习方法和思维方式的培养。

3 结语

本课程组对通信原理课程的特点进行了分析,从课程内容教学和实践应用两个角度对“通信原理”课程的教学方法和手段进行了探讨,旨在提升“通信原理”课程的教学效果,提高教学水平,培养基础扎实的优秀电信行业人才。

参考文献

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

[2] 曹志刚,钱亚生.现代通信原理[M].北京:清华大学出版社,1999.

作者：常侃 黄旭方 覃团发

基带传输系统的通信原理论文 篇3：

SystemView在数字通信原理课程中的应用

[摘 要] 《数字通信原理》是电子通信类专业一门重要的专业基础课程。课程的主要特点是理论性强、内容广泛，学生普遍感觉学习困难。本文作者尝试使用SystemView系统仿真软件辅助《数字通信原理》课程教学，实践证明，SystemView辅助教学可以使抽象的通信理论变得形象化，有利于学生的理解，提高课程的教学效果。

[关键词] SystemView 数字通信 仿真

一、《数字通信原理》课程特点

《数字通信原理》是通信技术、电子技术专业的一门专业必修课，也是通信技术和电子技术专业的主干课程，其内容包含了通信系统构建、模拟信号数字化和基本的数字传输技术的实现等方面。其前导课程为《模拟电子电路》和《数字电子电路》，后续课程包括《移动通信原理》、《手机测试与维修》等。可见《数字通信原理》课程具有承上启下之作用，它能够使学生理解有关数字通信的基本概念，掌握基本的数字通信技术的特点和实现的方法，为了进一步学习通信信息类其它课程打下一个良好的基础。但是，对于目前的高职学生而言，《数字通信原理》偏重理论知识的介绍，使他们觉得理解掌握起来有一定的难度。所以就针对目前高职学生的学习状况，为取得更好的教学效果，作者尝试使用SystemView系统仿真软件辅助《数字通信原理》课程教学，SystemView具有很好的仿真效果，可以使抽象的通信理论变得形象化，从而有利于学生的理解，提高课程的教学效果。

二、动态系统仿真设计软件——SystemView简介

美国ELANIX公司的SystemView是一个完整的动态系统设计、仿真和分析的可视化设计环境。它运行于微软的Windows，并提供开发各种系统的模拟和数字工具，包括数字信号处理、通信、控制以及构造通用数学模型。

SystemView在信号处理、通信和控制系统的应用。包括模拟、数字和混合模式的系统，相位和频率锁相环，调制、解调和通道建模，完整的DSP 系统设计和测试，模拟到数字变换系统、量化和采样系统(包括D-R数据转换)、同相和正交系统，线性和非线性系统设计和测试，线性和非线性微分方程的解(包括模糊理论)，控制系统设计和测试等。

三、SystemView软件在《数字通信原理》课程中的应用实例

由于数字通信系统具有抗噪声性能好，传输质量高，便于保密等特点，得到了迅速发展。本课程讲述以数字通信系统为主，数字通信系统分为基带传输系统和频带传输系统。直接传输基带信号的系统称为数字基带传输系统。包括调制与解调过程的传输系统称为数字频带传输系统。虽然在实际使用中数字基带传输不如频带传输广泛，但如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分，则任何数字传输系统均可等效为基带传输系统，因此掌握数字信号的基带传输原理和频带传输原理都是十分重要的。

（一）数字基带传输系统

数字通信系统的可靠性通过误码率来衡量。从数字基带信号传输的物理過程来看，误码是接收端抽样判决器的错误判决，而造成错误判决的原因是由于码间干扰和噪声的影响。奈奎斯特第一准则指明了无码间干扰的条件，系统无码间干扰时的最高码元速率为系统带宽的2倍。

为了加深学生对奈奎斯特第一准则的理解，构建如图1所示的数字基带传输系统SystemView仿真模型。

图1 数字基带传输系统

系统中伪随机序列的码元传输速率为100B，高斯白噪声的均值为零，标准差为011v，用截止频率为50Hz的低通滤波器来模拟信道，即系统带宽为50Hz。抽样器的抽样频率与码元的传输速率一致，设为100Hz。为了比较发送端和接收端的波形，在发送端接收器前加入一个延迟图符。图2为输入信号波形与接收信号波形的叠加，由于系统条件满足奈奎斯特第一准则，系统无码间干扰，可观察到收发波形基本一致。

上述系统中，伪随机序列的码元传输速率保持100B不变，系统带宽改为40Hz，此时的条件已不再满足奈奎斯特第一准则，重新运行系统，可观察到输出信号中的错误脉冲，如图3所示。

通过观察仿真图形，学生们可以很清楚地看到由于码间干扰所引起的信号混叠，从而对误码产生的原因有一个直观的印象。

（二）数字频带传输系统

在频带传输系统中，根据数字信号对载波的不同参数的控制，可分为三种主要的频带调制方法:振幅键控、移频键控、移相键控。这里以移相键控为例介绍频带传输的SystemView系统仿真。相对调相是利用前后码元的相对载波相位值表示数字信息。根据原理，构建如图4所示的2DPSK调制与解调SystemView仿真模型。

图4 2DPSK调制与解调

系统中的逻辑图符1和延迟图符2构成差分编码电路，对输入的二进制信号进行差分编码，然后用乘法器完成绝对调相。在接收端解调采用差分相干解调，解调不需要本地载波，将已调信号延迟一个码元后再与它自身相乘，经过低通滤波，抽样判决便可恢复出原始的数字信息。调制与解调信号的波形如图5所示，从左到右，从上到下，依次为调制信号(绝对码)、相对码、解调信号和已调信号。

图5 2DPSK调制与解调波形

利用SystemView，可以很容易得到2DPSK 调制与解调过程的波形，通过波形图可以看到解调信号与输入信号相比只是略有延迟，而且绝对码的2DPSK信号波形与相对码的2PSK信号波形相同，也就是说绝对码的相对调相实质上是相对码的绝对调相。

四、结束语

以实例阐述了SystemView在现代通信原理课程教学中的应用。基于System View的仿真模型，能够反映数字通信系统的动态工作过程，其可视化界面具有很好的演示效果。实践证明这种教学方式能激发学生的学习兴趣，加深学生对课堂教学内容的理解，从而获得良好的教学效果。

参 考 文 献

[1] 孙 屹.System View通信仿真开发手册[M]1北京:国防工业出版社，2004.1

[2] 樊昌信.通信原理(第5版)[M]1北京:国防工业出版社，2001.1■

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

作者：王灿 李川 李书日