通信原理实验教学论文范文第1篇
091180024代岳 通信工程
众所周知，《通信原理》是电子、通信、计算机、自控和信息处理等专业的重要基础课，所以我们通信工程专业的同学在本学期除了平时要上每周2次，每次2节的通信原理理论课程外，还要上每周1次持续3个小时的实验课来帮助我们理解通信原理课的知识，使同学们掌握和熟悉通信系统的基本理论和分析方法，为后续的学习打下良好的基础。
在做本学期的实验前,我以为跟以往的电子类实验差不多，以验证为主，不会很难做,就像以前做物理实验一样,课上按照要求做完实验,然后课后两下子就将实验报告写完，下次课上一交，就OK了。直到做完本学期所有的通信原理实验时,我才知道其实并不容易做,因为自主设计占了很大一部分，需要查找资料和跟不断跟同学讨论问题来解决难点，但学到的知识与难度成正比,使我获益良多. 首先，在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就很可能会听不懂,这将使我们在做实验时的难度加大,浪费课上完成实验的宝贵时间。比如做BPSK自行设计的实验,你要清楚BPSK系统的传输特性以及输入输出序列的原理,如果我们不清楚,在做实验时才去探索讨论,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半。同时，做实验时,一定要亲力亲为,不要钻空子，务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,最好能理解明白。在完成实验后,还要进行一定的复习和思考。只有这样,你的才会印象深刻,记得牢固。否则,过后不久，也许是半个学期，就会忘得一干二净,这是很糟糕的一种情况。在做实验时,老师还会根据自己的经验,将一些课本上没有的知识教给我们,拓宽我们的眼界,使我们认识到通信原理实验的应用是那么的广泛，可以大大增强我们的探索的兴趣。
通信原理实验教学论文范文第2篇
【摘要】首先分析了通信原理课程的教学改革现状，为解决教学难点问题创立了虚拟仪器通信原理教学平台，平台涵盖通信原理课程的全部主要内容，形式新颖，将通信系统如动画般展示，在一定程度上解决了课程难教难学的教学难题。
【关键词】通信原理；虚拟仪器；教学平台；LabVIEW；教学改革
一 通信原理课程的地位及教学特点
当今世界已进入了飞速发展的信息时代，通信技术与传感技术、计算机技术紧密结合，成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。培养满足社会需要的通信专业人才成为高等院校通信工程专业教学改革的重点问题。通信原理是通信工程专业的一门重要专业基础课程，也是一门专业标志性课程，是以概率论与数理统计、电路、模拟电子线路、信号与系统、随机信号分析等课程为先修课的专业基础课，为后续专业课程奠定基础，在专业课程设置中起着承上起下的关键作用，占有重要的教学地位。课程所包含的内容是通信工程专业本科生的知识结构中必须具备的重要部分，为学生形成通信专业的理论体系与技术思想 发挥着重要作用，对于专业建设等教学研究工作有着重要的支持作用[1]。
课程的教学特点是：（1）基本概念和基本原理都很抽象，数学公式和理论推导相对较多，数学基础要求高，理论性比较强，是信号理论和系统理论的延伸和推广，教材偏重数学分析，对通信原理的物理过程讲述不够，学生感觉枯燥难懂，难以引起学习兴趣。（2）内容较多，涉及的知识面宽。随机信号的分析是全书的基础，模拟调制、数字调制、信源编码和信道编解码、数字基带系统、数字系统的最佳接收等在课程中都非常重要，需要一系列先修课程的支持，学生知识储备不足。（3）教师在讲课中不仅要使同学扎实掌握各个基本知识点，而且要将通信系统的各部分内容有机串联起来，使学生掌握各个知识点和整个通信系统的关系，如何在有限的学时内完成教学任务也是一个难题。总之，本课程教与学的难度都很大[2][3]。
二 课程教学改革的现状、难点及对策
在高等院校中，针对通信原理课程的特点，进行了广泛的课程教学改革，取得了很多优秀成果，如省级、国家级精品课、优秀教学成果奖。目前本课程教学改革的主要优秀成果如下：
（1） 采用综合实验箱。将每箱一个实验的传统实验箱改变为可做多个实验的模块化综合实验箱，提高了性价比，增加了实验项目。
（2） 将仿真软件应用于通信原理实验，丰富实验内容。目前通信系统的仿真主要分为软件仿真和硬件仿真。软件仿真是依据通信原理实现通信系统的虚拟仿真； 主要有MATLAB/Simulink、SystemView等；硬件仿真是从系统的硬件实现的角度仿真实际电路，主要有EWB/Multisim、PSpice、Protel、QuartusⅡ、ADS等[4]。
（3） 采用现代教育手段。采用幻灯片、多媒体课件、网络等现代化教学手段和一些仿真软件等搭建网络通信原理教学平台，共享教学资源，学生能够通过网络进行理论学习并可进行网上仿真实验等，教学内容更加丰富生动，便捷的网络沟通手段和互动的网络平台打破了传统教学模式的时空限制，扩大了学生的自学空间，提供了交互式、开放式、自主式的新学习模式[5]。
从当前教学改革成果来说，综合实验箱、软件仿真实验、建立网络教学系统等丰富的教学形式取得了很好的效果，非常值得学习和借鉴。但也存在下列突出的热点、难点问题：
（1） 综合实验箱仍存在一些不足。没能克服硬件验证性实验固有的动手多、动脑少的缺点；实验数目增加了，但由于通信原理课程内容较多以及硬件的制约，综合实验箱不可能全部覆盖理论教学内容，仍然存在盲区。
（2） 基于MATLAB/Simulink、SystemView等平台提供的通信模块都是封装好的，模块的内部结构看不到，通信原理课程讲授的恰恰是内部的具体实现，是要求学生掌握的主要内容，因此只能进行系统级仿真，不能进行波形级仿真，没能从根本上脱离验证性实验的模式。
（3） 以MATLAB/Simulink、SystemView等为代表的软件仿真是虚拟的、原理级仿真，没有相应的硬件支持，不能硬件实现。以EWB/Multisim、PSpice、ADS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。这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的仿真，又可作为硬件实现的通信平台将理论和实际衔接起来。
（4） 网络课堂的电子资源有待进一步完善。在电子教案中，有些含有Flash制作的动画，帮助学生理解原理，但Flash动画也只停留在演示结果的层面上，不是真的通信系统。以 MATLAB/Simulink、SystemView等软件仿真只能进行系统级仿真。
为解决上述教学改革中突出的热点、难点问题，在多年的教学中不断摸索积累，结合通信系统构成具有模块化的特点，采用虚拟仪器开发工具LabVIEW开 发了通信原理教学平台。
三 虚拟仪器通信原理教学平台的组成和特点
LabVIEW是图形化编程环境，它的最大优点是直观易学，编程效率高，在开发各种仪器及虚拟电路方面有其独到之处。LabVIEW不仅仅是一种编程语言，更是一种高度交互式的开发环境，用来快速设计原型和进行应用程序的渐进式开发，从测量、 自动化到实时嵌入式系统，再到通用场合。LabVIEW具有对FPGA编程下载的能力，具有数据采集卡驱动程序，所以LabVIEW也是一个硬件设计工具。其计算、分析、显示功能，丰富的信号分析和处理方面的库函数以及软、硬兼备特性非常适合通信系统的设计与分析[6]。
但LabVIEW的商用通信软件包提供的通信模块都是封装好的，内部结构看不到，这一点与MATLAB/Simulink、System View等仿真语言的语句类似。通信原理课程要学习的恰恰是内部的具体实现，要使LabVIEW应用于通信原理教学中必需花大力气自主开发通信软件包。为解决此难题，在我校实验技术基金的支持下进行了教改立项，项目组成员分工合作，结合通信原理的教学，针对各种基本通信系统的各种调制方式和编码方式，编写出了具有自主知识产权的虚拟仪器通信原理教学平台。
平台的硬件系统由计算机、连接外部的端口、数据采集卡、射频卡等构成，在LabVIEW软件控制下可完全模拟和替代传统的仪器。射频前端+A/D+计算机=一台接收机，计算机+ D/ A +射频输出=一台发射机。因此，平台不仅是一个用于教学演示的仿真软件，同时也是硬件实现方式的一种，与传统硬件不同的是采用了 较先进的软件无线电理论，在此平台上，只需改变软件程序，就可以构成不同的通信系统。
平台的软件部分包括：模拟通信系统、数字基带系统、数字频带传输系统、模拟信号的数字传输、数字信号最佳接收系统、信道编码器、信源编码器、码分复用系统，涵盖了通信原理课程的主要内容。每个通信系统的软件部分都由两部分组成：（1）各种调制方式和编解码方式的可供调用的通信模块，给出了模块的内部实现。（2）调用模块构成了基础通信系统和综合通信系统。平台功能完善、内容丰富、形式新颖、模块化设计符合通信系统的方框图特点，将通信系统如动画般展示，使通信系统的设计像搭积木一样有趣，枯涩难懂的通信理论变得形象生动，学生爱学、易学，充分调动学生的学习积极性，提高学生学习兴趣，解决了理论教学难题。
四 虚拟仪器通信原理教学平台程序举例
图1为虚拟仪器通信原理教学平台进入界面。点击“系统概述”和“系统组成” ，可初步了解该系统。点击“系统选择” 进入图1。再点击各个系统，可进入相应系统。点击“STOP”或“返回” 键，返回上一界面。如点击“模拟信号的数字传输” ，进入图2“模拟信号的数字传输”进入界面。在图2中点击“PCM脉冲编码调制” 进入图3“PCM脉冲编码调制” 前面板。在图3中点击“波形选择” 的上下键来选择多种输入信号，可以改变输入信号的频率、振幅等，可观察各种输入信号下的抽样值、映射值、每个映射值对应的PCM编码、信道中的PCM波形、译码输出波形等，会看到译码输出波形随着输入信号的变化而变化，从而验证了系统设计的正确性。
在LabVIEW环境下，可在前面板的标题栏中选“窗口--显示程序框图” 进入后面板，后面板为LabVIEW的框图化程序，前、后面板中的输入、输出控件是一一对应的，在后面板中可以看到前面板的功能是如何具体编程实现的。
图4为“PCM脉冲编码调制” 后面板，可清楚地展示PCM系统的详细工作过程：发送端抽样、映射、编码后送入信道，接收端反映射、PCM译码、恢复原信号。其中“映射”、“PCM编码” 等是作者编写的模块化子程序，双击程序模块，可进入子程序的前、后面板，如“PCM编码” 模块 ，是一个包含若干子程序的逐次比较（类似砝码称重物）编码程序，如图5“PCM编码子程序” 后面板所示，PCM编码中极性码、段落码、段内码的复杂编码过程被清晰地展现。
五 结束语
虚拟仪器通信原理教学平台涵盖了通信原理课程的主要内容，提供了可供调用的通信模块，既给出了模块的内部实现，又调用这些模块构成了各种基础通信系统和综合通信系统，该平台具有的特点如下：
（1） 平台形式新颖，模块化设计符合通信系统的方框图特点，非常适合通信原理课程的教学，将通信系统如动画般展示，使通信系统的设计像搭积木一样有趣，枯涩难懂的理论变得形象生动，学生爱学、易学，充分调动学生的学习积极性，提高学生学习兴趣，解决了理论教学难题。
（2） 平台功能完善，内容丰富，平台涵盖通信原理课程的全部主要内容，实现了课程教学内容的无盲区全方位覆盖，弥补实验箱覆盖面有限的不足。
（3） 平台通过系统运行结果及每一步具体实现过程的详尽解析，使学生真正学懂理论，改变了验证性实验中学生动手多，动脑少，只知其然，不知其所以然的被动局面，弥补了实验箱等验证性实验的不足。
（4） 平台能实现通信系统的波形级及系统级仿真，而且生动形象、寓教于乐，嵌入到网络课堂上，网络课堂内容更加完善，使交互、开放、自主的网络学习模式发挥更大的作用。
（5） 本通信平台，不仅仅是一个用于教学演示的仿真软件，同时也是软件无线电方式的一种硬件实现，在此
平台上，只需改变软件程序，就可以构成不同的通信系统，实现了原理级的软件仿真与硬件实现的衔接，缩小了理论和实际之间的距离。
（6） 平台中设计了可供调用的模块化通信软件包，为基础实验、课程设计、毕业设计各实践教学环节提供了新的平台和手段。
总之，虚拟仪器通信原理教学平台的创立为高校通信原理课程的教学提供了新的途径，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。平台的软件部分在辽宁省第九届教育软件大赛高等教育本科组的壹百多名获奖者中名列第一。配套著作《通信系统仿真设计及应用》详细介绍了平台的全部内容，将由电子工业出版社近期出版发行。平台的演示版可由辽宁教育网优秀教育软件展免费下载，希望能对相关教师和学生有所帮助。
参考文献
[1] 宋铁成.“通信原理” 课程的教学实践[J].电气电子教学学报, 2003,25(5):95-97.
[2] 张士兵,章国安.“通信原理” 课程教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2006,28(4):10-13.
[3] 陈文鑫,陈伟东.“通信原理” 课程多方位教学改革与实践[J].宁波工程学院学报,2007,19(4):88-90.
[4] 朱家富.电子信息课程教学中的虚拟技术[J].重庆文理学院学报(自然科学版),2008,27(3):88-90.
[5] 张慧,初婧.通信课程教学中的EDA技术[J].山东电大学报,2006,3(2):16-17.
[6] 武一,杨瑞霞.基于LabVIEW实现数字电路的仿真[J].微计算机信息(测控自动化),2007,23(4-1):259-261.
The Design and Exploitation of Teaching Flat for Principles of Communications Taking Use of Virtual Instruments
LI Huan1REN Bo2
(1. School of Information Science and Engineering, Shenyang LiGong University, Shenyang,Liaoning,110168,China;2.School of Equipment Engineering,Shenyang LiGong University, Shenyang,Liaoning,110168,China)
通信原理实验教学论文范文第3篇
摘 要:本文阐述了扩频通信的基本原理并介绍了扩频通信的几种常用的工作方式,最后对几种扩频方式的优缺点进行了比较。
关键词:扩频通信 工作方式 比较
扩展频谱通信简称“扩频通信”,最早出现在第二次世界大战期间,作为美军使用的无线保密通信技术。扩频通信技术是一种信息传输方式,采用该方式,传输通信信号所需频带与传输其中的有用信息占用频带相比要宽得多,它具有抗干扰性强、抗多径衰落性好等一系列优点。
1 扩频通信的理论基础[1]
扩展频谱通信(Spread Spectrum Communcation,简称扩频通信),是基于信息论和抗干扰理论的信息传输方式,它与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信的可行性,可由信息论中的相关公式中引申而来的。信息论中关于信息容量的香农(Shannon)公式为:
式中,C为信道容量;B为信号频带宽度;S为信号功率;N为白噪声功率。由Shannon公式可以看出: 要增加系统的信息传输速率,则要求增加信道容量。 信道容量C为常数时,带宽B与信噪比S／N可以互换,即可以通过增加带宽B来降低系统对信噪比S／N的要求;也可以通过增加信号功率,降低信号的带宽,这就为那些要求小的信号带宽的系统或对信号功率要求严格的系统找到了一个减小带宽或降低功率的有效途径。当B增加到一定程度后,信道容量C不可能无限地增加。
2 扩频技术的几种基本工作方式
随着通信技术的发展,扩频通信的方式也在不断更新,按照扩展频谱的方式不同,可以将其归结为直接序列扩频(DS)、跳频(FH)、跳时(TH)、脉冲调频(chirp调制)及混合扩频等。
2.1 直接序列扩频
该系统中所用的编码序列通常是伪随机序列或叫伪噪声(PN)码。要传送的信息经数字化后变成二元数字序列,它和伪随机序列模2相加后成复合码去调制载波。在直接序列系统中通常对载波进行相移键控调制。为了节省发射功率和提高发射机工作效率,扩频系统中采用平衡调制器,抑制载波的平衡调制对提高扩频信号的抗侦破能力也有利。[5]扩频信号采用相移键控调制后由天线发射出去。在接收机中也要有一个和发射机中的伪随机码同步的本地码,对接收信号进行解扩,解扩后的信号送到解调器取出传送的信息。
2.2 跳频扩频
用信源产生的信息流去调制频率合成器产生的载频,得到射频信号。频率合成器产生的载频受伪随机码的控制,按一定规律跳变。频率跳变系统的发射机在一个预定的频率集中由码序列控制频率合成器使发射频率随机地由一个跳到另一个。接收机中的频率合成器也按相同的顺序跳变,产生一个和发射频率只差一个中频的本振频率,经混频后得到一个频率固定的中频信号。这一中频信号经放大后送到解调器取出传送的信息。[2]
2.3 跳时扩频
跳时系统是用伪随机码去控制信号发送时刻及发送时间的长短。它和跳频的差别在于一个控制的是频率,而另一个控制的是时间。在时间跳变中,将一个信号分为若干个时隙,由伪随机码控制在哪个时隙发送信码。[3]时隙选择、持续时间的长短也是由伪随机码控制的。
2.4 脉冲调频
脉冲调频又称为Chirp系统,其发射脉冲信号的载频在信息脉冲持续时间T内作线性变化,其瞬时频率随时间线性变化线性调频信号的频率在信息脉冲持续时间T内随时间线性变化,由此可得其瞬时频率与时间的关系为,式中为载波频率,为一常数。
2.5 混合扩频系统
(1)FH/DS系统
跳频和直扩系统都具有很强的抗干扰能力是用得最多的两种扩频技术。由前面的分析可知,这两种方式都有自己的独到之处,但也存在着各自的不足,将两者有机地结合起来,可以大大改善系统性能,提高抗干扰能力。FH/DS和FH、DS一样,是用得最多的扩频方式之一。干扰机要有效地干扰FH／DS混合扩频系统,需要同时满足两个条件:a.干扰频率要跟上跳变频率的变化;b.干扰电平必须超过直扩系统的干扰容限。否则,就不能对系统构成威胁。这样,就加大了干扰机的干扰难度,从而达到更有效地抗干扰的目的。[4]
(2)TH／DS系统
这种系统是时分复用加上直接序列扩频,可以增加多址通信的地址数。由于直扩系统中收发两端之间已有准确的时间同步(码元同步),即已经有很好的定时,足以保证时分复用正常工作, 这就为增加跳时技术带来了方便。
(3)TH/FH系统
这种系统是解决“远-近”问题的几种富有生命力的方法之一。对于在同一条射频链路上距离和发射功率有很大变化的双工、无线电话交换网,如果以随机选呼离散地址作为基本的通信方式,则比较适合采用TH/FH系统。
3 各种扩频方式的比较
3.1 特性分析
下面就直扩、跳频和跳时的特性进行比较,结果如表1。
3.2 处理增益
各种扩频体制的处理增益均可表示为
表2给出了各种扩频体制的处理增益。其中Ra为信息码元速率,Rc为伪随机码速率,N为跳频的可用频道数,D为占空比,T为信息脉冲持续时间,B为扩频信号带宽。
3.3 综合比较
对直扩、慢跳频、快跳频、脉冲调频进行综合比较。比较的方法采用打分排名次的方法,在某一指标下,对这几种体制进行排队打分,分值越低性能越好,然后将所有指标下的分值相加,排定名次,以总分少者为优,详细比较见表3。
4 结语
几十年来,扩频通信的基本理论和技术已达到了成熟阶段。例如,在海湾战争中,美军使用扩频技术对敌方实施的电子战,更是发挥了扩频通信电子反对抗、抗强干扰、反窃听的技术威力,成了克敌制胜的最有力的武器。现在扩频通信已成为电子战中通信反对抗的一种必不可少的、十分重要的手段。除军事通信外,扩频通信技术也广泛应用于跟踪、导航、测距、雷达、遥控等各个领域,特别是在民用通信中也获得了巨大的发展,如应用于无线通信、移动通信、卫星通信、微波通信等,并迅速成为引领通信发展的新潮流。
参考文献
[1] 李仲令等.现代无线与移动通信技术[M].北京:科学出版社,2006.
[2] 李树广.数字通信与网络技术[M].北京:电子工业出版社,2009,2.
[3] 吴彦文.移动通信技术及应用[M].北京:清华大学出版社,2009,4.
[4] 查光明等.扩频通信[M].西安:西安电子科技大学出版社,1990.
[5] 张殿富等.移动通信基础[M].北京:中国水利水电出版社,2004.
[6] 吴淼,惠晓威,李超群.基于软件无线电的扩频通信系统同步性的研究[J].科技创新导报,2007,35:2.
[7] 周洋.多用户线性调频扩频信号特性分析[J].科技创新导报,2010,11:77.
通信原理实验教学论文范文第4篇
【摘要】 “通信原理”是电子信息类本科专业非常重要的专业基础课程，其原理抽象、理论性强，为了提高教学质量，本文结合课程的特点及本院实际教学经验，从教学与实验方面探索提高课程建设水平的思路和改革方案。
【关键词】 工程模式 通信原理 教学改革 实验 课程建设
一、引言
随着科技的飞速发展，电子信息技术在科技领域发挥着越来越重要的作用。根据社会发展的需求，应用型本科高等院校应适应目前这一现状，培养出能从事各类电子信息系统的研究、设计、制造、应用和开发的复合型高级工程技术人才。如何实现这一目标是高校亟待解决的一个难题，也是教师所面临的一项重要课题。“通信原理”课程是电子信息类专业非常重要的专业基础课程，也是许多学校研究生入学考试的专业课程之一。“通信原理”既在整个课程体系中起到承上启下的作用，也是学生“信息素养”的重要内涵，对学生毕业后的工作有很大的帮助[1]。由于本门课程的重要性及其自身内容具有原理抽象、理论性强、数学基础要求高等特点，研究如何提高教学效果、调动学生学习的积极性、将理论知识运用到实践中去，具有重要的现实意义。
自2000年发起研究和实施CDIO工程教育模式以来，工程教育模式已为教育界、产业界所瞩目，成果非常显著。工程教育模式让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。以综合的培养方式使学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力达到预定目标[2]。因此，通过引入工程模式，进行“通信原理”整体课程体系优化，提高教学效率，培养学生自主学习的能力，以响应学校对本专业“卓越工程师”项目的支持以及对地方“亲产业”理念的体现。
二、教学改革探索
2.1 教学理念改革
转变教学理念，根据不同层次人才培养的要求，以及本校对培养“卓越工程师”以及“亲产业”应用型人才的理念，采用分级教学，区分卓越类和普通类不同层次的培养需求，有针对性地修改培养方案。
通过分级教学，将卓越班和普通班区分开，明确教学目的。卓越班在教学过程中既要注重实践，同时也要掌握重点公式的推导，为今后在该领域深造打好理论基础。而普通班的教学更侧重于培养技能强硬、善于合作、会干实事的应用型人才，从而适应就业需求[3]。
2.2 教学内容改革
进行工程模式下的教学改革，要重组教学内容，统观全局，分清层次，有详有略，确定重点难点。本院“通信原理”课程开设时间并不长，相应的教学大纲和要求同其他重点学校相比存在一定差距。制定一个适合本院专业特色和学生特点的培养模式，就要求教学大纲从根本上进行改革，制定符合地方需要的应用型人才培养方案。“通信原理”课程内容包括通信的基本理论、模拟调制、数字传输、差错控制技术等几个部分。由于现代通信的发展趋势是数字通信，因此，将教学重点放在数字通信部分，着重讲清数字通信的基本原理，并扩展至目前实际使用的数字传输系统，使教学内容具有理论性与实用性。
2.3 教学方法改革
转变一些习惯性的授课方法，将工程模式灵活地贯穿到教学过程中。将课程所涉及的理论与现实中对应以及类似的系统进行对照说明，或引入目前通信领域的新技术，激发学生学习兴趣。主要采用多媒体教学，并辅以互动教学、启发教学、形像教学、网络教学、项目驱动教学等多样手段，以学生为主体，发挥学生主动能力，加深他们对重难点的理解，也让他们体会到理论的重要性。具体方法如下：
（1） 多媒体教学：制作高质量的多媒体课件，用最简洁明了的方式展现“通信原理”课程中的重点和难点，同时利用黑板板书进行分析和推导，以课程目标、课堂目标来安排教学，并根据学生反馈适当调整讲课进度与速度。
（2） 互动教学：在讲授重要知识点前，通过问题的形式引导学生，并采取小组讨论、学生回答、老师总结等交互式学习方法，充分提高学生的学习积极性。
（3） 启发教学：在讲授基本概念、基本原理之前，先介绍相关的实际应用背景，让学生明白“为什么要学”、“如何应用”，让学生对其应用建立直观的感性认识，激发学生的学习兴趣，从被动学习转为主动学习。
（4） 形像教学：讲解抽象概念以及原理时，采用动态的信号波形图、频谱图加以验证，既可以利用动画方式直观地呈现信号的特点，又可以加深学生对数学公式推导的理解，提高学生主体的参与度。
（5） 网络教学：根据本校所建立的网络平台，开设“通信原理”课程网站，提供全方位的信息，包括课程通知、教学资料、作业系统、试题考核、答疑讨论等，方便学生课后在网上回顾课堂内容，加深理解。通过Email、QQ等方式在网上进行辅导，解答学生的疑难问题，了解学生的学习情况及教学建议，以便及时调整授课方法及进度。
（6） 项目驱动教学：将重要知识点应用于实际工程，进行理论联系实际。将抽象理论形象化，提高学生的学习兴趣，锻炼他们的实践能力，进而培养他们的创新意识。项目包括虚拟实验室仿真平台、课程综合性实验、毕业设计、科研项目等。
2.4 引入工程教育理念
“通信原理”课程知识比较抽象，采取传统的填鸭式教学方式会使学生的学习兴趣下降，为此，将课程的理论概念联系到现实中具体实物，调动学生学习兴趣，从而提高教学效率。 可以根据学生掌握的基本理论与技能，结合学生个人兴趣，将教学内容或实验进行实际应用，通过老师的指导将学生一些可行性通信设计进行合理规划并组建团队，增强学生之间的协作，建立自身的学习模式[4]。
此外，还可以与企业联合进行培养，通过聘请企业技术工程师，结合学生的兴趣与特长，为学生量身定做实训项目。根据学生意愿，鼓励其参与教师科研课题、大学生创新实验计划项目、数学建模竞赛、“挑战杯”竞赛、电子设计竞赛等。通过教学体系改革与实践，不仅可提高学生的理论水平、工程实践能力，更重要的是注重学生创新能力和职业技术能力的培养，在走上岗位后能够迅速掌握新知识，适应新环境。
三、实验课程建设
3.1 实验课程的分层设计
“通信原理”课程实验是其教学的重要组成部分，其目的是通过“通信原理实验箱”来对基本理论和应用进行再次提炼，以加深学生对原理部分内容的理解和进一步掌握，为以后从事相关领域的工作打下较好的基础。课程的实验分为有3个层次：验证型、综合型、设计型。
① 验证型实验：对单体知识点的巩固和掌握，是教学的基本要求，学生可以通过记录波形来巩固基本的理论知识。
② 综合型实验：对多个单体知识点的综合应用，培养学生的综合应用能力，如数字频带调制实验。
③ 设计型实验：为培养学生的创新意识而设置，题目是给定或学生分组自拟，其过程包括方案设计、仿真验证、烧写程序及测试。通过实验箱的二次开发模块，将程序写入FPGA，并用示波器测试设计结果。该过程既培养了学生的创新意识，又锻炼了学生分析问题和动手实践的能力。
实验教学采用以上三种形式，层次由低到高，内容由浅入深、由简单到复杂，有利于学生感性认识的逐步深入，有利于学生动手实践能力的培养和提高，有利于学生综合素质、综合能力的培养。
3.2 建立软件仿真实验
除了硬件仿真实验，还可以将Matlab/Simulink等系统仿真软件引入实验教学，这些仿真软件提供了一个交互式动态仿真平台，学生可以利用直观的方框图以及相关的程序代码对通信系统进行建模仿真，从而摆脱烦琐的数学推导，通过方框图以及程序的理解，加深对通信系统的概念和运行过程的理解，以此锻炼学生的综合应用能力，为学生将来从事相关科研工作打下坚实的基础[5]。
3.3 建立开放性实验室
结合实验室安排，在空闲时间全面开放实验室，学生可根据个人情况预约时间进行实验。开放性实验室给学生提供一个自由学习与实验的空间，激励学生的创造性和创新思维，培养学生的独立工作和独立实验能力[6]。
3.4 校企合作建立联合实验室
与电子通信类公司合作，建立校企联合实验室，为学生进行深入实践和工程开发创造条件。定期邀请企业专家进行指导，利用实验室内的硬件和软件条件，学生可以进行通信传输方面的实验与工程开发。
四、总结
将工程教育模式引入“通信原理”教学与实验是一种先进的理念，是对教学的一种可持续研究，对于教学改革以及实验课程建设都具有非常好的参考价值，对培养学生的实践能力、创新能力、沟通能力和团队协作能力有着巨大的帮助。
联系方式：冯陈伟
单位：厦门理工学院
通信地址：厦门市集美区乐海南里428号1103室
邮编：361024
E-mail：chevyphone@163.com
电话：13696920520
参 考 文 献
[1] 张翠芳. 基于创新型人才培养的 “通信原理” 课程教学研究[J]. 北京邮电大学学报： 社会科学版， 2010 （2）： 90-94.
[2] 万金华. 基于 CDIO 模式的综合训练项目的探索[J]. 现代企业教育， 2009 （4）： 103-105.
[3] 冯暖. 通信原理精品课程建设中教学方法的研究与改进[J]. 黑龙江科技信息， 2012 （15）： 174-174.
[4] 韦江华， 周坚和， 林川. 基于 CDIO 教育理念的高校通信工程人才培养实践教学改革[J]. 中国电力教育： 中， 2012 （7）： 104-105.
[5] 邵玉斌. Matlab/Simulink 通信系统建模与仿真实例分析[M]. 清华大学出版社， 2008.
[6] 周德全. “通信原理” 课程教学改革探讨[J]. 中国电力教育： 上， 2012 （8）： 56-57.
[7] 肖闽进， 赵泓扬， 姜文斌， 等. “卓越计划” 中 “通信原理” 课程建设的探索与实践[J]. 常州工学院学报， 2014， 2： 019.
通信原理实验教学论文范文第5篇
一、教学大纲
教学大纲作为一切教育教学活动开展的指导性文件, 其对系统化的教学有着明确的指导作用。教学大纲需要以本校的教学实际情况、学生的学习水平、能力、特点以及该课程的教学内容、特点等为基础来进行制定。这一要求是教学大纲制定的普遍性原则, 通信原理课程具备特殊性。在制定通信原理这一课程教学大纲的时候, 除了要遵循以上的普遍性原则之外, 还要结合本课程的特点, 根据本学科的发展加以更新, 对培养学生技能从理论和实验这两个方面提出明确的措施, 并准确把握学科与学科之间的联系, 在学科系统综合下, 优化课内与课外教学, 使学生能运用所学到的理论知识来解决实际问题, 激发学生的通信探究兴趣。
二、教学方法
通过调查我们可以发现, 当前的大部分院校在开展通信原理教学的时候, 仍采取“教师讲, 学生听”的方式, 这与当前教育改革所倡导的启发式教学相违背。因此, 教师在进行通信原理教学改革的时候, 需要在探究教学改革要求的基础上, 实行启发式或者讨论式教学。教师在整个教学活动开展中要充分发挥自身的主导作用, 起到帮助学生理清学习思路、把握学习重难点的作用, 其中更为重要的是要分清楚知识传授和技能培养之间的关系, 将技能培养作为教学的最高目标。除此之外, 教师的知识讲授是必不可少的, 但是课改下的知识讲授不是传统的知识灌输, 教师需要为学生呈现知识, 但是这种呈现是以学生主动参与为基础的。要想学生主动参与, 教师就需要尊重学生的主体地位, 将课堂学习的主动权还给学生, 在教学过程中, 除了基本的知识讲授之外, 可以采取课堂讨论的方式, 来调动学生课堂参与的积极性, 使学生在讨论中实现思维的碰撞, 在碰撞中得到知识的火花。这种讨论, 不仅可以使教师准确把握学生的学习情况, 还可以帮助学生加深对知识的理解。
正如上文所提及的, 通信原理是一门极具理论性与实践性的课程, 我在组织教学的时候, 除了采用以上的方法之外, 还会针对该科目理论知识的抽象性进行概念重点理解活动。在该活动中, 我秉承理论与实践相结合的原理, 在课堂中引入先进的计算机方针系统, 运用System View、Matlab等通信系统方针软件来为学生呈现真实的通信环境, 引导学生在多样化的系统、软件比较中自主探究概念, 并比较各系统、软件的优劣, 以此加深学生对通信系统各部分的理解, 实现学生在生动情境中自主探究理论知识这一教学目标。此外, 由于我们现在所使用的教材中的一些内容与发展实际相不符, 有的观点甚至比较落后。针对这一情况, 我会在组织教学的时候, 适时地引入一些新知识, 如现在数字通信系统已大量地取代模拟通信系统, 如此在教学中减少模拟通信系统内容的讲解, 增加数字通信内容。
三、实验教学
实践教学实际是引导学生将所掌握的理论知识转化为能力的实践过程, 这对培养学生的专业化技能有着重要的作用。因此, 在组织通信原理教学的时候, 我们要重视实验教学。有条件的学生可以引入泰克数字示波器等, 引导学生根据实验电路进行搭线, 通过示波器等设备来观察实验结果。在实验操作的过程中学生会发现诸多问题, 发现问题、分析问题、解决问题正是运用理论知识来解决实际问题的过程, 如此不仅可以提高学生的实验素质, 还可以培养学生的问题意识, 为学生创新意识的培养打下了坚实的基础。
四、评价方法
在传统的通信原理评价中, 教师一般采取考试的方式, 以考试定高低。评价不仅是要判定学生的知识的掌握程度和技能的发展情况, 更需要推动学生朝着更好的方向发展。应试背景下的考试只能实现第一方面的要求, 无法实现推进学生的可持续发展。针对这一情况, 我在组织评价的时候, 除了利用笔试和实践操作等考试之外, 还会采取学生自评、生生互评、师生互评等方式来关注学生的日常发展, 将学生的进步落实到日常教学中, 在点滴进步中对学生进行赏识, 从而激发学生学习的自信心。
总之, 通信原理教学改革需要落实在当前教学问题上, 通过改革教学大纲、教学方法、实验教学、教学评价等来实现通信原理教学质量的提高。
摘要：众所周知, 通信原理课程是电子、信息、通信专业的一门必修的专业基础课, 随着信息化时代的到来, 现代通讯技术和网络技术成为现代社会发展的必需品。在学校教育教学活动开展中, 教师需要从通信的基础知识和实验探究两个方面进行讲授, 以此在理论和实践相结合下使学生有效掌握理论和技能。但是, 就当前的通信原理教学情况来看, 由于教材内容抽象且覆盖面较广, 对于刚刚接触这一知识的学生来说是难以理解的, 而且大部分教师仍采取“满堂灌”的方式来进行教学, 在内外因的作用下, 学生的学习积极性被逐渐消磨掉, 不要提技能培养了, 就连最基本的理论知识都难以掌握。针对这一情况, 教师需要对通信原理课程进行改革迫在眉睫。
关键词：通信原理,课程改革,改革思路
参考文献
[1] 田庆吉.通信原理教学改革思路与方法探讨[J].中国教育技术装备, 2011.
通信原理实验教学论文范文第6篇
1 光纤通信的原理及其特点
1.1 光纤通信的原理
光纤通信是激光通信中的一种。众所周知, 光是一种电磁波, 早已被用于通信行业。利用光通信的方式有两种, 其一为激光大气通信, 即以激光为光源, 采用光调制器将信息转化成光信号, 借助光学天线, 以大气为传播媒介发送出去以供相关设备接收的通信方式。这种通信方式易受气候的影响, 而且传输质量不高。于是人们为了避开大气干扰, 让激光在限定的区域内更加有效地传播, 经过反复实验终于找到了光纤通信这种优良手段。
光纤通信是以使用玻璃拉制的导光纤维作为传输媒介的一种通信方式。那么光是如何在石英玻璃中传播呢?这是一个物理常识, 大家知道, 光从光密介质进入光疏介质, 也就是从折射率大的介质进入到折射率小的介质时, 如果入射角达到某一值, 折射角恰为90度, 我们称这时的入射角为临界值, 如果入射角超过这个临界值, 就会发生全反射, 折射光全部消失, 即入射光不进入光疏介质, 全部返回光密介质。
这样一来, 如果我们在一条光纤中, 填充两层介质, 内层为光密介质, 外层为光疏介质, 这样的话, 携带信息的激光就可以循坏往复往前传播了。
1.2 光纤通信的特点
(1) 光纤通信和有线电缆通信相似。光线通信和有线电缆通信过程相似, 只是携带信息的载体, 也就是载波是激光而不是电。例如一部电话机, 通话时由电话机变成的电信号, 经过改变激光器电流, 把电信号转换成光信号, 再由光纤把光信号传导出去, 经过传导过程中设置的中继站时, 中继站通过收信端的光检测器把光信号转换为电信号, 通过电话机供人接收。 (2) 通信容量大。由于激光的频率很高, 据初步统计, 一根只有头发丝那么细的光纤, 足可传导一百万路高质量的电视信息或者一百亿路电话信息。如果把成十上百根光线集合在成一条光缆, 其传输的信息量将是不可估量的。 (3) 通信质量好, 不受电磁干扰, 损耗小。由电绝缘材料石英制成的光纤传导系统, 可以抵抗外界电磁场的干扰和闪电雷击等自然损害的影响。尤其适用于存在高强度电磁场干扰的强电压电力线路周围, 另外也适合应用在油田、煤矿等易燃易爆环境当中。 (4) 节省材料, 铺设方便。制造金属电缆需要的铜、铝、铅等矿物质元素, 在地球上的存储量是极其有限的, 而可以通过合成技术制造的石英材料则可以说是取之不尽。1km的同轴电缆, 需要120kg铜和80kg铅, 而相同规格的光导纤维, 却只需要40g石英。 (5) 重量轻, 体积小。在芯数相同的情况下, 光导纤维比金属电缆的重量和体积都要小很多。这种高新技术材料不仅可以广泛应用在军事航天等科技领域, 还大大降低了通信成本。 (6) 泄露小, 安全保密性好。在光导纤维传输过程中, 发生的窃听几率非常之小, 即使在弯曲薄弱的地段也不可能。不借助特殊专用工具和精密的技术光导纤维根本无法分接, 因此光导纤维中的信息传输非常安全, 这一点在军事、政治等领域中的应用具有重大意义。
2 光纤通信的应用和发展
2.1 光纤通信的应用
2.1.1 公共服务通信系统的应用
光纤通信已经服务于电视广播、公安、铁路、电力系统等各个方面。将光纤通信和无线电、卫星等通信手段结合, 可以实现从飞机、火车、轮船等地向地球上任意方位的连线通话。
2.1.2 多媒体领域的应用
(1) 光纤通信可视机, 亦即可视电话, 目前已经家喻户晓。 (2) 借助光纤技术利用电子显示屏显示报纸, 它比纸张刊登的消息和新闻更加及时丰富。 (3) 电视会议的召开, 也得力于光纤技术的发展。多方会议人员相隔千里, 却能通过电话电视等媒介, 像相处一室一般。
2.1.3 网络领域的应用
因为光导纤维良好的传输性能, 其已经被广泛应用在计算机中的局域网和广域网中。宽带光纤线路通过调制解调器, 把电压形式的调制信号耦合到一条信道上, 实现光传导的控制, 达到低损耗高效传输的目的。
2.1.4 医疗领域的应用
因为光纤具备柔软、体积小、重量轻及灵敏度高等特点, 已经广泛应用于医疗设备, 如内窥镜、光纤诊断系统、光纤治疗等。
2.2 光纤通信的材质改进
近几年, 随着科学技术的快速发展, 塑料光纤已经逐步问世, 它以优良的性能和低廉的制造维护成本被通信行业认可。
2.2.1 塑料光纤的特点
(1) 芯径粗、耦合性好、不用熔接与焊接; (2) 重量轻、柔性好、可弯曲; (3) 防腐蚀、防超市、防震防爆; (4) 无电磁波干扰和辐射, 保密性安全性及抗干扰能力极强; (5) 衰减为恒量, 不随频率上升而增加; (6) 能满足特定场合的要求。
2.2.2 产品优势
(1) 可全面替代铜缆, 节省大量资源; (2) 连接简单, 操作方便, 无需接头; (3) 弯曲状况下可受力, 适于安装工艺网络, 安装容易, 维护成本低; (4) 成本低, 用途广泛, 是相同性能铜缆价格的一半。
2.2.3 PO F在局域网系统中与其它传输介质相比
(1) 配合石英光纤, 在宽带网的末端发挥效用。塑料光纤可以解决“最后几百米”的问题。长距离—石英光纤;短距离—塑料光纤, 楼外石英光纤, 楼内塑料光纤。共同实现宽带全光网。 (2) POF对电磁干扰不敏感, 也不发生辐射, 不同数据速率下的衰减恒定, 误码率可预测, 能在电噪声环境中使用。 (3) 尺寸较长, 可降低接头设计中公差控制的要求, 故成网成本较低。
3 光纤通信的发展方向
(1) 继续提高传输速率从光纤技术的发展史看, 网络传输速率和对网络传输容量的需求一直是个矛盾。在欧洲、日本和澳大利亚等国家已经出现10Gbps系统, 随着这项技术大量装备进网络通信, 有力解决了网络传输的供需矛盾。
(2) 着重发展光纤接入网。首先要知道的是“光纤接入网”, 信息传输的高速不仅与优良的宽带主干传输网络有关, 还与用户接入部分有着紧密的联系。光纤接入网是信息高速有效地进入千家万户的重要部分, 这一关键技术也被称为信息高速公路上的“最后1000m”。只有实现了有了光纤接入网的全面应用, 才能保证实现“光纤到户”的目标。
(3) 实现整体光波技术。未来的信息需求量注定我们要全面实现光波技术, 只有这样, 才能完成大量信息的传输和交换。全面光波技术包括光传输、光放大、光再生、光选路、光交换、光存储、光信息处理等先进技术。
摘要：本文从光纤通信的重要性出发, 详细阐释光纤通信的基本原理和特点, 论述光纤通信的材质改进, 并指出光纤通信技术的应用和发展方向, 促进光纤通信技术的普及。
关键词：光纤通信,技术原理,发展方向
参考文献
[1] 唐宏亮.浅议光纤通信原理及其发展趋势[J].科技风, 2010 (14) .
[2] 张国鸿.浅谈光纤设备通信原理及其布线技术[J].港口科技, 2008 (5) .
[3] 吴沅.光纤——划时代的发明[J].科学24小时, 2010, 1 (1) .