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通信原理

通信原理

通信原理范文第1篇

关键词:通信原理;教学改革;信源编码;信道编码

中图分类号:G642.4文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)01-0231-02

Research on the Reform in Teaching of The Principle of Communication

CHEN Jie, CHENG Yun, HOU Hai-liang

(Department of Communications & Control Engineering, Hunan Institute of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China) Abstract: The problems existing in the presently teaching of“The Principles of Communication”are discussed, and the reform measures such as selection the teaching contents, using of many kinds of teaching methods deftly and linking theory with practice are introduced to improve the effect in teaching.

Key words: the principles of communication; teaching reform; signal source coding; signal channel coding

1《通信原理》课程教学现状

《通信原理》是电子信息工程、通信工程等信息类本科专业的一门重要的必修专业基础课,也是许多高等院校通信和信息类专业研究生入学考试的初试或者复试必考科目之一。本课程主要内容为通信系统的基本组成、信号的编码与调制、信道编码及调制技术、信号的接收、传输的差错控制及同步等。

《通信原理》是一门理论性、综合性、实践性很强的课程[1],在实际教学中,我校安排的总课时为64节,包括48节理论课和16节实验课。理论教学主要以教师讲授为主,学生被动地接受的模式。采用讲授为主的教学模式在该课程的教学中主要表现为以下5个方面的难点:

1)课程对数学知识要求高,理论性强,数学推导多。课程中知识的推导涉及到很多高数、概率论和线性代数知识,比如平稳随机过程、信道容量、信道编码等。从先修的信号与系统、通信电子线路开始,教师讲授都会涉及大量的数学公式推导,长时间的理论学习加重了学生的厌学情绪,严重影响了教学效果。

2)课程的概念多、专有名词多而且很多概念都比较抽象。如信道、信道编码及编码方法、信源编码及编码方法等,对于初学者来说,这些概念很容易混淆,不好理解。通常是讲到后面的知识,学生忘了前面的知识。

3)先修课程学习效果直接影响通信原理的教学。信息类专业的不同课程之间知识衔接紧密,一环扣一环,一门课程没学好将直接导致后续课程无法有效的组织教学。通信原理课程是在信号与系统、通信电子线路等专业基础课程开设的前提下开课,而那些课程的理论性也相当的强。长期的理论学习使得学生对这些理论性较强的课程产生了强烈的抵制心理。

4)知识点多,讲授内容多,课时少。通信原理的包括的知识范围广,包括信号分析、模拟通信、数字通信、信源和信源编码、信道和信道编码、通信系统的组成等方面的知识,每个知识点都很重要,48课时的理论教学时间远远不够。现代交换原理、移动通信、光纤通信、计算机网络、数据通信网及扩频通信等后续专业课程迫切需要“通信原理”课程坚实的基础作为后盾。通信原理的知识点没讲到或者知识讲解不透彻,直接影响到后续课程的教学和学习,进而影响到人才培养的质量。

5)通信原理知识更新换代快,教材中的知识点和实际应用脱节。比如CDMA、数据通信等技术十多年前还仅仅存在理论中,目前已经变为现实并得到飞速发展,并出现了一些新的技术,而教材的更新换代速度跟不上通信知识的发展,学生在学习中难免会有疑问。这就需要授课者及时跟踪,了解通信的新技术,向学生介绍新的技术并且有效的解释学生在学习过程中出现的问题。

2《通信原理》课程教学改革措施

2.1精选教学内容,合理安排教学顺序

《通信原理》知识点多,知识覆盖面广,教学内容丰富,而我系电子信息工程和通信工程本科专业的培养计划中安排该门课程的 理论教学学时数为48节,要在短短的48学时内把通信原理500多面的教材内容讲授完是不可能的。因此,我们必须精选教学内容,对全局知识作合理规划,分清层次、确定重难点,对一些相对较容易的内容安排学生自学。通信原理主要包括数字通信和模拟通信两部分。实际应用中主要采用数字通信,因此应该重点讲授数字通信系统及及其相关技术。信号分析部分在信号与系统课程中学生已经详细学习过,但防止部分学生掌握不牢,本部分只简要的讲授傅里叶变换、信号的能量和相关函数等方面的知识,其他内容要求学生自学。还有模拟调制中的角度调制(调频和调相)部分通信电子线路或者高频电子线路中有相关内容,也不需要作重点讲解。另外信源编码和信道编码方法很多,也只能讲授常用的一些编码方法,其它的只讲解其编码原理或者全部要求学生自学。

选定好教学内容后,为了提高学生的学习效率,还有必要对知识点的讲授顺序作一定的调整。一般来讲,教材编排顺序就是课堂教学内容的组织顺序。但通过多次教学实践和摸索发现,适当的调整教学顺序有利于学生在学习的过程中形成一条学习主线,抓住这根线无论是听课还是自学都变得更容易。比如整个讲授过程按照通信系统的组成和通信流程进行:先讲信号及其描述和变换、接着讲信号的调制与解调,再讲信源编码和信道编码,最后介绍通信网络的相关知识。每个部分的讲授中,也抓住一条主线,比如讲授各种信源编码方法时可以以提高有效性这条主线来展开,信道编码可以以增加通信的可靠性来展开。

2.2采用多种教学方式激发学生的学习兴趣

通信原理的知识比较抽象,概念多、数学公式和数学推导比较多,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,需要灵活运用多种教学方法,激发学生的学习兴趣,提高教学效率。

首先,应该抛弃以教师讲授为主,学生被动地接受的教学模式,采用以教师为主导,学生为主体的教学方式。教师先通过相关通信知识的实际应用引起学生对该知识点的兴趣,并随之提出疑问,进而进行知识点的讲授。对于要求学生自学或者预习的部分,也提前提出问题,让学生带着问题自学,同时要求学生在下次上课前回答问题或者对有关内容进行讲解,使自学效果得以保证。

其次,充分发挥《通信原理课程》多媒体课件的作用[2],并用flash制作各种演示动画。多媒体课件主要内容包括了基本概念和基础知识、公式推导、通信系统功能各模块的输出波形和相应知识点的练习题等。在几年的教学中,我用flash软件制作了各种编码、调制解调等方面的动画演示,使学生能直观形象的理解各知识点。

再次,加强与学生的沟通,了解学生的学习动态,及时调整讲课进度。通过提问、课间与学生聊天、批改作业、课间小测试和布置练习题等,了解学生的学习效果,听取同学们对教学建议,并及时调整自己的授课进度和讲课方法。平时注意与同学们建立了友好的关系,利用情感纽带建立和谐的课堂秩序。

2.3注重理论联系实际

《通信原理》是一门应用很广的课程,要深入的理解和掌握它必须将它与实际应用结合起来。首先,通信的相关技术日新月异,使得通信原理教材中的相关知识与实际应用脱节。其次,通信原理注重基本通信理论的介绍,主要包括理论的数学机理、各种技术的实现框图和相关技术,学生学习时对相关内容没有直观的认识。

课堂教学中,要多和实际应用建立联系,将抽象深奥的原理融入到具体的例子中进行讲解。比如在讲频分复用技术时,学生很难理解,可以将该技术与多人同时进出教学大楼大门联系起来形象的进行讲解。

在进行知识讲解时,要注意将相关理论的实际应用情况进行介绍,让学生觉得通信原理不仅仅是一些抽象的理论,而且具有很强的实用性,这样才能使学生的学习兴趣更浓。比如在讲授通信系统时,可以直接以手机通信为例,介绍其采用的调制技术、解调方法,复用技术等,这样就将理论和实际联系起来了。

通信原理知识更新换代迅速,任课教师需要及时跟踪新出现的技术,并将相关知识融入到对应的知识中进行介绍[3]。

3实际教学效果

通过在2006级、2007级、2008级通信工程专业和2008级电子信息工程专业的《通信原理》课堂教学中不断摸索和总结,形成了以上措施。事实证明,通过这些措施,《通信原理》的课堂教学效果有了较大的提高,学生普遍反映学习不再枯燥,很多学生都会课后花时间去消化已学知识。为了能够回答好老师课前布置的问题,对于自学内容或者没有深人讲解的部分,学生也会保质保量的进行了自学。几年来,学生对《通信原理》的课程学习兴趣逐年提高,学生的考试成绩也有了较大的提高,在考试难度不变的情况下课程及格率也不断提升,特别是2008级通信专业学生不及格人数只有8人,达到了历史最好水平。

4小结

本文首先分析了《通信原理》课程教学中存在的问题,并就怎样提高课程教学进行了探讨,提出依靠整合教学内容、合理安排知识讲授顺序、综合运用多种教学手段和理论联系实际等措施提高教学质量,形成以教师为主导,学生为主体的教学方式。事实证明,该方法具有很强的可行性,能够有效的提高教学质量。下一步将继续对通信原理课程教学和实验教学进行研究,为理论性强课程的教学探讨出一种行之有效的教学、实验模式。同时注重“亮点”效应,将该模式运用到信号与系统、通信电子线路、移动通信、自动控制原理、现代控制理论等相关理论型课程教学中,提升这一类课程的教学效果。

参考文献:

[1]张水英.“通信原理”课程教学改革探索[J].电气电子教学学报, 2003(10):12-14.

通信原理范文第2篇

在开始学习通信原理时,首先要接触到通信系统的组成,通信的主要任务是克服距离上的障碍,迅速而准确的传送信息。对于电通信来说,首先要把信源的消息转变成电信号,然后由发送设备将信号送入信道,接受设备对接受信号作相应的处理后,送给信宿再转换为原来的消息,这一过程可以用通信系统模型来概括[3],如图1所示。这一模型贯穿于整个通信原理的教学中,学生在学习通信原理时必须建立通信模型的概念。初学时往往建立不起来通信模型的概念,导致在后续知识的学习中思路不清。此时,采用类比法说明此模型,将正在进行的教学活动比作通信模型,教师所讲授的知识为信源,经过空气介质传送到信宿(学生),教师的人体发声系统为发送设备,学生的耳朵为接受设备,在教学活动进行中,突然有学生推门进入教室,或者有人大声讲话,必然会对正在进行的教学活动产生影响,相当于通信系统模型中的干扰,而且这一干扰是随机的。利用正在进行的教学活动类比通信系统模型,巧妙地找到与讲授知识之间的联系,然后再扩展成书本上的内容,帮助学生建立通信模型的概念,梳理学生学习思路,调动他们的学习积极性,从而培养学生多角度、多方位的思维能力。

(二)巧用类比法讲解通信中复用方式

在通信原理教学中,常见的信号复用方式可以分为:频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)、码分多路复用(CDM)三种复用方式。频分多路复用是通过对多路调制信号进行不同载频的调制,使得多路信号的频谱在同一个传输信道的频率特性中互不重叠,从而完成在一个信道中同时传输多路信号的目的[3],即各路信号同时在同一信道上同时传输。时分多路复用是指各路信号同时在同一信道传输时占用不同的时间间隔,或者说是把时间分成均匀的时隙,每路信号在不同的时隙内传送。码分多路复用(码分多址)起源于扩频通信原理,信息传输时不分时隙,也不分频道,是采用不同的PN码序列对每路数字信号序列调制,进行频带扩展,并在同一个频段上进行传输[3]。对于这一知识点的讲解,如果采用讲授法来进行教学的话,学生会对这三个概念死记硬背。而采用类比法,将上述三个概念放在一起讲解,并利用正在上课的教室来说明此问题,即教室相当于课程中的频段。教师A在教室1此时进行通信原理的教学,教师B在教室2并与同一时间进行高等数学的教学,这两个教学过程占用了不同的教室(即不同的频段),在同一时间内传输不同的知识,相当于两路信号占用不同频段,同时在同一信道传输,类似与通信中的频分复用;教师A于8点到10点在教室1进行通信原理的教学,教师B于10点到12点在教室1进行高等数学的教学,这两个教学过程在同一教室(即同一频段)占用了不同的时间段进行不同的教学内容,类似与通信中的时分复用;如果同样在教室1,有两组学生同时用两种不同的语言进行各自组内交流,相互不干扰,即A组用英语交流通信原理,B组用日语交流高等数学,类似与通信中的码分多路复用。这样利用记忆中结构相似的知识,使学生清楚地理解这三个概念的本质,并加以区分,同时可以满足学生求知、求趣、求异、求新的特点。

(三)巧用类比法讲解信息量的概念

通信系统的根本任务是传输信息,信息量是对通信系统的性能、质量进行定量分析与评价的一个物理量,把够衡量信息多少的物理量叫做信息量[3]。信息是一个抽象的概念,它的量化以及如何量化更为抽象,如果按照教材描述只讲其定义,学生理解不透彻,那么将信息量的概念类比成运输货物多少采用的“货运量”来理解就会将抽象的概念具体化,有利于学生学习与掌握。对于信息度量与事件出现的概率关系这一知识点,采用消息的事例说明。例如的消息为“明天太阳从西边出来”、“明天太阳从东边出来”、“今天下雨”、“客机坠落”,这四个事件发生的概率不同,不可能出现的事件、必然出现的事件和可能出现的事件。此时,让学生体会听到这四个消息的反应与感受,通过感受体会传递的信息是有量值的,而且这个量值与事件发生的概率有关,越不可能发生的事件,人们越感兴趣,传递的信息量就越大。“明天太阳从西边出来”为不可能发生的事件,该事件出现的概率为0,传递的信息量为无穷大;“明天太阳从东边出来”为必然事件,该事件出现的概率为1,它传递的信息量为0。以这样熟悉的事例做类比,学生可轻松地接受这一知识点,同时又使学生积极参与到正在进行的教学活动中。

(四)巧用类比法讲解正交多载波调制(OFDM)

正交多载波调制是一类多载波并行传输体制,不同于传统的并行体制,每路子载波的调制是多进制调制,是把高速数据流分散到多个子载波上传输,多个子载波是正交的,是一种高效的数据传输方式。由于OFDM子载波频谱允许重叠,其频谱效率大大提高[3]。以上对OFDM概念的描述非常抽象,同时还有复杂的数学推导,此时采用类比法,将这种信号传输模式与马路上行驶车辆类比,不同的载波占用不同的频段,相当于马路上不同的车道,车辆各行其道,互不影响,即频谱不重叠,这是传统的并行体制,也就是普通的频分多路复用,正交多载波调制允许子载波频谱部分重叠,可以类比为行驶道路中的立交桥,在十字路口的立交桥,在不同方向上下几层的车辆,在同一时间可以同时行驶互不影响,提高了交通运输能力,即相当于在有限的频带上频谱可以重叠,提高了信息传输速率。对一些数学基础差,难以接受数学推导的学生而言,用这样一个日常生活中常见的事例进行类比,通过类比让学生理解这种并行传输体制的思想,解决学生利用数学推导去掌握该知识点时存在的困惑,让学生感觉通信原理的学习不再那么高深莫测,更重要的是培养学生类比联想的科学思维方式。

(五)结语

通信原理范文第3篇

论文摘要:扩频通信是 现代 通信系统中新的通信方式,它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能,频谱利用率高。本文介绍了扩频通信的工作原理、特点、及其发展应用。

一、扩频通信的工作原理

在发端输人的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。可见,一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较,多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征:(1)数字传输方式;(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽;(3)带宽的展宽,是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的;(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩),求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。

二、扩频通信技术的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号,其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽,同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。

1.抗干扰性强

扩频信号的不可预测性,使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰,干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽,所以即使信噪比很低,甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下,仍能不受干扰、高质量地进行通信,扩展的频谱越宽,其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上,传输信号的功率密度很低,侦察接收机很难监测到,因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程,利用扩频码序列间的相关特性,在接收端解扩时,从多径信号中分离出最强的有用信号,或将多径信号中的相同码序列信号叠加,这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象,使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下,扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以在强噪声背景下,甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,要想进一步检测出信号的特征参数就更难了.所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时,对不同用户使用不同码,旁人无法窃听通信,因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中,可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性,接收端利用相关检测技术进行解扩,在分配给不同用户不同码型的情况下,系统可以区分不同用户的信号,这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

三、扩频技术的 发展 与应用

在过去由于技术的限制,人们一直在走增加信号功率,减少噪声,提高信噪比的道路。即使到了70年代,伪码技术已经出现,但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事.近几年,由于大规模集成电路的发展,几十兆赫兹,甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实,扩频通信获得极其迅速的发展.通信的发展史又到了一个转折点,由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代.从最佳通信系统的角度看扩频通信.最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机.几十年来,最佳接收理论已经很成熟,但最佳发射问题一直没有很好解决,伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度,构成了最佳发射机.因此,有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识,人们就不难预测扩频通信的未来前景.从9o年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代.扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信,码分多址(cdma)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路,发挥越来越大的作用.接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统,逐步发展、演变和升级而形成的. 现代 电信 网络 分为3部分:传输网、交换网和接入网.由于接入网发展较晚,往往成为电信发展的“瓶颈”,各国都很重视接入网的发展,因此各类接人技术和系统应运而生.由于ism(industry scientific medica1)频段的开放性,经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段,而无线扩频技术所使用的频段(2.400~2.483)正是全世界通用的ism 频段,包括ieee802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段.在无线接人系统中,扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点:抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜.而且,扩频微波接入技术相对有线接入技术来说,有成本低、使用灵活、建设快捷的优势,在接入网中起着不可替代的作用 .

扩频微波主要应用在以下几个方面.语音接入(点对点);数据接入;视频接入;多媒体接入;因特网(internet)接入。

四、结语

扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向,是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点,使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中,它的易于实现码分多址的特点,使它能与第三代移动通信系统完美结合,发展前景极为广阔。

参考 文献 :

[1]曾兴雯等.扩展频谱通信及其多址技术[m].西安:西安 电子 科技大学出版社, 2004.

通信原理范文第4篇

论文关键词数据通信;构成原理;适用范围;应用前景

论文摘要本文介绍数据通信的构成原理、交换方式及其适用范围{数据通信的分类,并展望未来美好的应用前景。

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道,根据传输媒体的不同,有有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来,而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。

一、数据通信交换方式及适用范围

1,数据通信的交换方式

通常数据通信有三种交换方式:

(1)电路交换

电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时,使用同一条实际的物理链路,通信中自始至终使用该链路进行信息传输,且不允许其它计算机或终端同时共享该电路。

(2)报文交换

报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中(内存或外存),当所需输出电路空闲时,再将该报文发往需接收的交换机或终端。这种存储一转发的方式可以提高中继线和电路的利用率。

(3)分组交换

分组交换是将用户发来的整份报文分割成若干个定长的数据块(称为分组或打包),将这些分组以存储一转发的方式在网内传输。

2,各种交换方式的适用范围

(1)电路交换方式通常应用于公用电话网、公用电报网及电路交换的公用数据网(CSPDN)等通信网络中。前两种电路交换方式系传统方式,后一种方式与公用电话网基本相似,但它是用四线或二线方式连接用户,适用于较高速率的数据交换。正由于它是专用的公用数据网,其接通率、工作速率、用户线距离、线路均衡条件等均优于公用电话网。

(2)报文交换方式适用于实现不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间或一点对多点的同文为单位进行存储转发的数据通信。由于这种方式,网络传输时延大,并且占用了大量的内存与外存空间,因而不适用于要求系统安全性高、网络时延较小的数据通信。

(3)分组交换是在存储一转发方式的基础上发展起来的,但它兼有电路交换及报文交换的优点。它适用于对话式的计算机通信,如数据库检索、图文信息存取、电子邮件传递和计算机间通信等各方面,传输质量高,成本较低,并可在不同速率终端间通信。其缺点是不适宜于实时性要求高、信息量很大的业务使用。

二、网络及其协议

1,计算机网络

计算机网络(computerNetwork),就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享。计算机网络按地理位置划分,可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。

2,网络协议

网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言,网络协议很多,有面向字符的协议、面向比特的协议,还有面向字节计数的协议,但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。

TCP/IP实际上是一种标准网络协议,是有关协议的集合,它包括传输控制协议和因特网协议。TCP协议用于在应用程序之间传送数据,IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性,现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层:

(1)网络接口层:负责接收和发送物理帧;

(2)网络层:负责相邻节点之间的通信;

(3)传输层:负责起点到终端的通信;

(4)应用层:提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TcP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机,数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。

目前的IP协议是由32位二进制数组成的,如202.0.96.133就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址,在整个因特网上IP地址是唯一的。

三、数据通信的应用前景

1,有线数据通信的应用

(1)数字数据电路(DDN)的应用范围有:

①组建公用数字数据通信网;

②可为公用数据交换网、各种专用网、无线寻呼系统、可视图文系统、高速数据传输、会议电视、ISDN(2B+D信道或30B+D信道)、邮政储汇计算机网络等提供中继或数据信道;

③为帧中继、虚拟专用网、LAN,以及不同类型的网络提供网间连接;

④利用DDN实现大用户局域网联网;如我区各专业银行、教育、科研以及自治区公安厅与城市公安局的局域网互联等。

⑤提供租用线,让大用户自己组建专用数字数据传输网;

⑥使用DDN作为集中操作维护的传输手段,或把全区城镇l1O报警服务台互联,实现全区公安机关的统一指挥。

(2)分组交换网的应用

①电子信箱业务

电子信箱系统又称电子邮件。它是一种以存储一转发方式进行信息交换的通信方式。在分组交换网平台上用户把需发送的信息以规定的格式送入电子信箱的存储空间,由电子信箱系统处理和传输后,送到接收用户的电子信箱并通知收信人。

②电子数据交换业务

电子数据交换(EDI)是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物,又被称为“无纸贸易”。EDI用电子单证代替了纸面单证,由传统的多点对多点的联系变为网络信息传递。EDI技术是未来商业发展的极其主要的工具。现在国内外都得到广泛的应用。

③传真存储转发业务

传真存储转发是把计算机与通信技术结合起来,建立智能化的传真网。该网利用计算机的存储一转发技术实现广大用户所需的各种新的服务项目。存储一转发技术的核心是传真交换机。

④可视图文业务

可视图文业务是一种利用现有公用电信网络开发出来的新型,公用、开放式的信息服务系统。可视图文的业务类型主要有公用数据库业务和专用数据库业务等。

(3)帧中继技术的应用

①组建帧中继公用网,提供帧中继业务。

②在分组交换机上安装帧中继接口,提供业务。

③用户提供低成本的虚拟宽带业务。

④在专用网中,采用复用的物理接口可以减少局域网互联时的桥接器、路由器和控制器所需的端口数量,并减少互连设备所需通信设施的数量。

⑤局域网(LAN)与广域网(wAN)的高速连接。

⑥LAN与LAN的互联。

⑦远程计算机辅助设计/制造文件的传送、图像查询以及图像监视、会议电视等。

2,无线数据通信的应用

(1)移动数据通信在业务上的应用。

移动数据通信的业务,通常分为基本数据业务和专用数据业务两种:基本数据业务的应用有电子信箱、传真、信息广播、局域网(LAN)接人等。专用业务的应用有个人移动数据通信、计算机辅助调度、车、船、舰队管理、GPS汽车卫星定位、远程数据接入等。

(2)移动数据通信在工业及其它领域的应用。

①固定式应用是指通过无线接入公用数据网的固定式应用系统及网络。

②移动式应用是指野外勘探、施工、设计部门及交通运输部门的运输车、船队和快递公司为指示或记录实时事件,通过无线数据网络实现业务调度、远程数据访问、报告输入、通知联络、数据收集等均需采用移动式数据终端。

③个人应用是指专业性很强的业务技术人员、公安外线侦察破案人员等需要在外办公时,通过无线数据终端进行远程打印、传真、访问主机、数据库查询、查证等。

四、结束语

通信原理范文第5篇

【关键词】通信原理;教学;OBE

在我院电子信息工程专业的培养方案中,通信原理课程是一门重要的专业基础课,对培养学生通信理论分析与综合应用能力有着非常重要的作用。该课程是一门综合性较强的专业基础课,它系统地运用了高等数学、概率论、随机过程、线性代数等专业数学知识,以及信号与系统、数字信号处理等分析方法,重点讲授点到点通信系统的基本知识框架。通过本课程的学习,应该理解点到点通信系统的基本理论和基本规律,掌握通信系统模型化分析的思维方法;培养学生运用数学工具分析通信系统的抽象思维能力、总结归纳能力和严谨求实的科学作风;了解通信领域的前沿发展现状和趋势;为进一步从事通信领域具体工作打下必要的基础;培养学生自主学习和终身学习的意识,使其具有不断学习、适应发展的能力。

工程教育认证是来源于国外的教育质量评价制度,目前是国际通行的高校工程专业进行质量评价评估的重要手段,基于此可以实现工程教育领域各国之间的互相认可。开展工程教育认证,能够推进高校工程类专业的国际化,增强本校工程专业在国际上的竞争力,并能够保证工科毕业生的质量,对我国高等教育和工程教育的进展有着重要意义。

通过学习工程认证的核心理念和认证考核标准,本文作者反思了“通信原理”课程的课堂教学中存在的问题,主要包括以下几点:1)在当前的教学大纲中,每一章节的教学目标大多设定为学生对重要概念和重要通信理论的识记和理解,而没有考虑学生在学习和掌握某个知识点的过程中如何提高分析、解决复杂工程问题的能力的;2)在教学内容的安排和组织方面,侧重于数学公式的推导或计算,对公式提出的背景、公式隐含的物理意义缺乏深刻的讲解和剖析,导致学生知其然而不知其所以然,甚至有些数学程度差的学生可能因为公式推导的障碍而失去对这门课的学习兴趣;3)课堂教学的主体仍然是老师,上课以老师讲学生听为主,过于强调教学内容编排的逻辑性和完整性,而没有对学生学习新知识时的接受能力和易于接受的方式进行考量分析,在讲解一些重点难点知识时由于缺少学生的积极参与而效果不佳;4)为了帮助学生巩固所学知识,通常布置一定量的课后习题,要求学生完成作业。但课外作业的目的仍然是考查学生对重要知识点的理解、识记或计算能力,缺乏生动的能调动起学生学习积极性,启发学生创造性的课外练习。总之,当前的通信原理课堂教学中还存在较多的问题,这些问题的存在不利于提高学生分析解决复杂工程问题的能力,因此亟待引入新的教学理念和教学方法。

基于学习产出的教育模式(Outcomes-based Education,OBE)是工程教育认证的核心理念,学习产出定义要可操作化和具体化,在工程教育认证标准中详细定义了毕业生预期学习产出,即毕业要求。为了达到认证标准中设定的毕业要求,需要将毕业要求分解到各门课程中,在教学中综合体现并最终达成毕业要求。依据毕业要求,我院设定“通信原理”课程对毕业要求的支撑体现在:“掌握电子信息工程专业核心知识,并能够用于解决复杂工程问题。能够针对具体的电子信息工程问题选择合适的数学模型,并达到适当的正确性和可用性要求。能够针对所选模型的正确性进行严谨推理,并给出解”。本文以最佳接收为例,对“通信原理”教学中OBE理念进行了有益的探索与实践。

一个通信系统的优劣很大程序上取决于接收系统的性能,数字接收技术的优劣直接影响系统的误码率,最佳接收理论是以接收问题作为研究对象,研究从噪声中如何最好地提取有用信号。在通信原理课程中最佳接收是需要学生重点掌握的内容。以OBE理念为指导,本文从以下几个方面进行了课堂教学内容和方法的探索与实践。

1 锻炼学生利用随机过程和概率论知识分析解决通信复杂工程问题的能力

在通信理论分析中经常用到随机过程和概率论知识。因此有必要让学生体会到。提出问题,直接给出解决方案,即最佳接收机原路框图,要求学生自学解决方案的推导过程。对于推导过程的难点给予帮助。启发学生认识到带噪声的数字信号的接收,实质上是一个对随机信号进行统计接收问题,或者说信号接收过程是一个统计判决过程。因此应从随机过程和概率论的观点对数字通信系统进行建模和分析。要求学生总结解决问题的思路,体会数学理论是如何解决工程问题的。

2 锻炼学生利用信号与系统知识解决通信复杂工程问题的能力

信号与系统的思想和方法在通信原理中大量应用,从系统设计的角度启发另一种解决问题的思路,即从最佳接收的概念出发,设计匹配滤波器实现最佳接收。这种方案不需要对信号进行复杂的概率统计公式推导,而是从信号和系统的角度进行分析,设计出匹配滤波器的传输函数。在实际教学中,直接给出匹配滤波器的传输函数,要求学生运用信号与系统课程所学知识自己尝试推导。

3 锻炼学生总结和归纳的能力

引导学生对比分析两种最佳接收解决方案的异同点。相同点是:通过公式推导证明匹配滤波法和相关接收法完全等效,都能实现系统最小误码率,都是最佳接收方法。不同点是:相关接收法能够推出理论数字信号接收误码率的最佳(最小可能)值,从最佳接收机的误码率公式可以得到启发,即在信号能量和噪声环境不变的情况下,误码率大小由发送信号波形之间的相关度决定,这一结论可以指导工程设计,即对发送信号码元波形集进行设计,使得集合中各波形两两之间的相关系数最小,能够取得最小的误码率。匹配滤波接收法的最大输出信噪比和信号波形无关,只决定于信号能量与噪声功率谱密度之比,所以这种匹配滤波法对于任何一种数字信号波形都适用,不论是基带数字信号还是已调数字信号。匹配滤波器传输特性与信号频谱有关,而信号频谱的幅频特性通常不为常数,因此匹配滤波器的幅度特性通常是不理想的,信号通过匹配滤波器会产生严重的波形失真。因为匹配滤波器会使传输波形产生严重的失真,所以它不能用于模拟信号的接收。

本文通过具体的实例,探索了“通信原理”课堂教学中OBE理念的应用,在实践中发现以OBE理念为导向设计课堂教学内容,能够启发学生的工程探索意识,增强学生运用数学知识解决复杂工程问题的能力。

【参考文献】

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