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數字通信概念范文1
關鍵詞：數字通信原理；教學內容；教學模式；實踐教學體系
《數字通信原理》是高職院校通信類、電子類等專業的專業基礎課，既是基礎課向專業課的過渡，也是電子通信學科的入門課，在通信類、電子類專業中占有非常重要的地位。這門課的教學直接影響這些專業的教學質量和所培養人才的知識結構及綜合能力。這門課綜合了電路分析基礎、電子電路、高頻電路、數字電路等電類基礎課以及高等數學、概率論等數學課程，具有相當大的難度和理論深度。而高職高專學生基礎普遍薄弱，數學功底和自學能力較差，如果強調數學推導和理論探討，無疑將使學生產生畏難情緒，難以激發學生的學習興趣和積極性；但如果完全不涉及理論分析，教學又無法達到高職院校的培養目標，即無法培養出既具備一定專業理論素養、又具有較強動手能力的技術應用型人才。
通過多年的教學實踐，筆者認為，《數字通信原理》課的教學，一方面要強調基本理論、方法的分析，重點培養學生的思考能力，另一方面必須加強實驗教學和實訓環節，重點是培養崗位技能。該課程的教學目標是使學生掌握典型數字通信系統的組成、工作原理、性能特點、基本分析方法和實驗技能等，熟悉當前數字通信技術發展的現狀和最新進展。核心是培養學生良好的通信知識和素養，為后續專業課程的學習奠定堅實的基礎。
考慮《數字通信原理》課的教學情況和課程地位，我院2003年將該門課程確定為院重點課程，通過不斷轉變教學理念、更新教學內容、完善教學方法、改進教學手段，在《數字通信原理》課程的教學內容、教學模式和實踐教學體系等方面進行了富有特色的改革實踐。
以線帶點，改革教學內容
在《數字通信原理》的傳統教學模式中，往往介紹許多通信的數學模型和原理，由于理論抽象、概念繁多，知識點顯得零散，那些數學基礎、自學能力和自制力均較差的學生難以接受。筆者認為，應遵循“以線帶點”的改革思路進行教學內容的改革。
（一）強化學習路線圖，建立數字通信系統的整體觀念
在教學中，筆者強調數字通信系統整體觀念的建立，即以數字通信系統的模型圖作為學習的總路線圖（如下圖），以圖中功能框圖為“點”，有向線段為“線”。以路線圖中的節點涉及的典型技術理論分析為重點，以信號的傳輸流程為主線，以線帶點，使學生掌握通信系統的宏觀分析思路和微觀分析方法。
在教學初期，首先向學生介紹通信系統的基本概念，核心是讓學生掌握通信的本質——將大量有用的信息高效率、無失真地進行傳遞，并在傳遞過程中抑制無用、有害的信息；其次，系統闡述數字通信模型如何體現通信的本質以及數字通信系統模型每個節點的知識點在各章的分配。
在教學過程中，根據信號的傳遞路徑，教師應“順藤摸瓜”，對每個節點進行功能分析，注重強調該節點在數字通信系統中的地位、層次以及關鍵性能和指標。隨著教學的進行，不斷強調或強化學習路線圖，并標明學習進度在路線圖上的體現，重點是強調前后節點之間的內在關系。
在教學后期，教師應不斷闡述各節點存在的必要性以及相互間的邏輯關系，在技術實現的基礎上進一步幫助學生建立數字通信系統的整體概念。例如，信源編碼是保證通信有效性的技術手段，使用的關鍵技術是脈沖編碼調制；信道編碼是保障通信可靠性的技術手段，實現的關鍵技術涉及檢錯編碼和糾錯編碼。信源編碼和信道編碼是互相補充的關系，但實現的方法是相互“矛盾”的，信源編碼通過壓縮消息冗余量實現，信道編碼則通過增加消息冗余量實現，這是由通信過程中不同階段的通信目標決定的。
（二）精選典型技術，強調基本模塊的分析和知識運用
在宏觀分析的基礎上，以信號的傳遞流程為主線，逐步展開典型數字通信技術實現的具體分析。在教學活動中，針對高職學生的特點，對通信技術實現的講解不應貪多求全，而要精選典型技術進行微觀分析，關鍵是激發學生的學習興趣和幫助學生建立數字通信技術的知識體系。具體方法是建立積木式教學模塊，將全課程的數字通信技術實現分解為信源編碼模塊、信道編碼模塊、傳輸模塊（基帶傳輸與頻帶傳輸）、同步模塊等四個核心模塊。針對每個模塊精心進行分析，挑選經典技術的實現進行分析，對經典技術堅持目的驅動的教學方式，核心是建立知識體系，充分認識和接受數字通信技術的概念，掌握基本模塊的分析方法。
建立了各部分的知識模塊后，必須精選相應模塊的典型技術。例如，在頻帶傳輸分析中，選擇ASK、FSK、PSK、DPSK等基本的數字調制技術作為必學內容，要求學生掌握這些典型數字調制技術的實現、解調、帶寬分析、畫圖分析和抗噪聲分析等內容。而將多進制調制技術和現代調制技術列入增強模塊，僅進行簡單的介紹，以知識擴展為目的，不做應會要求。
在對典型技術進行微觀分析時，以注重比較研究、概念提煉，避免數學推導和理論復制，應以大量的圖示進行理論知識的詮釋，強調知識的運用。以數字調制方式的帶寬分析為例，將授課重點放在各種調制方式的帶寬圖示比較上，不進行頻域的數學演算；同樣，在噪聲分析中，不引入誤差函數等概念，僅比較各種數字調制方式的抗噪聲能力。關鍵是幫助學生理解帶寬、抗噪聲能力在實際應用中的意義和作用，理解當考慮帶寬、抗噪聲能力等因素時選擇哪種調制方式才能滿足實際需要。
強化互動，改革教學模式
在各種教學模式的爭論中，主流的模式有兩種，即以教師為中心的教學模式和以學生為中心的教學模式。前者的優點是有利于教師主導作用的發揮，重視情感因素在學習過程中的作用；其突出的缺點則是強調傳遞——接受式，在教學過程中把學生置于被動接受位置，學習者的主動性難以發揮，不利于激發高職學生的學習積極性。后者的突出優點是有利于激發學生的學習積極性；其缺點是忽視教師主導作用的發揮，不利于系統知識的傳授，不重視情感因素在學習過程中的作用。高職學生的特點一方面是基礎知識較差，厭學情緒嚴重，另一方面是學習的主動性、思考問題的積極性都較差，同時普遍存在自卑心理。若采用傳統的以教師為中心的教學模式，顯然無法實現教學目的。但是，如果完全采用以學生為中心的教學模式，也必然導致教學的失敗。因此，必須進行教學模式的改革與探討。
在高職院校的教學實踐中，筆者基于現代網絡教學平臺，將兩種教學模式結合起來，取長補短。一方面，針對高職學生自學能力差的特點，充分利用教師的指導作用，以教師的專業素養和個人品格強化學生的知識結構和學習態度；另一方面，充分利用網絡教學的特點，基于世界上兩大網絡教學平臺之一的Blackboard建立完整的虛擬教學課堂，提供課下網絡教學資源，建立自主教學環境，加強教學互動，及時進行師生間的雙向反饋，調動學生的學習積極性，培養他們自主學習的方法和獨立思考的能力。
從目前的實踐看，初期基本上還應以教師為中心的教學模式為主，隨著教學的進展，逐步過渡到以學生為中心的教學模式。
突出技能培養，改革實踐教學體系
《數字通信原理》是一門實踐性很強的課程，對于高職院校學生來說，加強他們技能培養的途徑是建立一套完善的課程實踐教學體系?！稊底滞ㄐ旁怼返奶攸c是理論性強，知識點豐富，高度抽象，不建立感性的認識，學生很難鞏固理論知識。因此，幫助學生建立通信系統的感性認識、培養他們分析和解決實際問題的能力、提高實際操作技能是實踐教學體系的目標和出發點。
（一）因材施教，分層次組織實驗教學
在實踐教學活動中，我院建立了驗證性實驗、仿真設計實驗和創新性實驗層層遞進的實踐教學體系，針對不同的學生分層次組織實踐教學。
驗證性實驗是指在現有實驗平臺上對相關理論的正確性進行驗證，目的是鞏固和加深學生對相關理論知識的理解；仿真設計實驗是在驗證性實驗的基礎上，在相關通信技術原理的指導下，以通信系統仿真軟件（如System View等）為平臺進行通信系統的設計和驗證；創新性實驗則是組織掌握程度較好、學有余力的學生進行相關項目的開發，項目可以是創新的，也可以是現有的，一般與各類電子競賽相聯系。尤其是System View通過模塊搭建進行通信系統的設計，與積木式模塊教學方法呼應，不需要學生進行復雜的編碼即可實現實際通信系統的仿真實驗，并能將結果下載到FPGA芯片中得到實際的產品，對于激發高職學生的學習興趣、培養高職學生的實際動手能力、加強高職學生的專業思想具有重大意義。
（二）改革實驗形式，建立基于項目的實驗方式
傳統的實驗組織形式是安排學生分組，往往全組學生依賴某個能力強的學生，學生中蒙混過關的情況嚴重。我們提出以項目組織實驗，每個學生負責一個或兩個具體的項目，做到“人人有項目”，組內其他學生進行輔助工作。
在項目選擇上，要求完成數字通信系統模型中的基本“點”項目，同時鼓勵學生積極參與綜合性實驗項目和各類各級競賽項目，并在實驗學分上進行傾斜。
在具體實驗實施上，要求作為項目負責人的學生主動參與、進行人員分工，對實驗項目的計劃和實施全權負責，如安排實驗內容討論、選擇實驗方式等。鼓勵能力強的學生同時選擇多種實驗平臺。項目負責人要負責組織本組學生分析和評價實驗結果，對本組學生實驗情況進行評價。項目組學生在教師指導下，根據理論學習的進度自己設計實驗，自己準備儀器完成實驗，以達到培養和提高學生的組織能力、思維能力和創造能力的目的。
（三）改革考核方式，建立新的實驗評價標準
《數字通信原理》課程的實驗教學分為兩個模塊，即課內實驗和期末集中實訓（或課程設計）。傳統教學中，課內實驗的考核計入課程成績，集中實訓（或課程設計）作為單獨的課程計分。我們認為這種實驗考核的方式割裂了實驗課程的內容，不利于實驗課程的改革，應采取將課內實驗和期末集中實訓（或課程設計）統一為一門課程的考核方式。
具體的考核內容可覆蓋實驗表現、實驗報告和成果、實驗難度等方面，建立完整的《數字通信原理》實驗考核評價體系，體現“強調過程，重視結果”的考核思想?！皬娬{過程”體現在對實驗表現的評價占據整個實驗成績的60%，引導學生重視崗位能力、團隊精神、專業素養的培養；“重視結果”體現在對實驗結果的分析、討論上，而不在對錯上，關鍵是分析出原因與對策。此外，如果學生在各級各類競賽項目上獲獎可以獲得相應實驗加分。
課程特點與高職學生的特點給《數字通信原理》的教學帶來很大挑戰，本文提出，在教學內容上，以線帶點構建模塊化教學，降低理論難度，強調系統概念的建立和典型技術的分析；在教學模式上，結合以教師為中心的教學模式和以學生為中心的教學模式的優點，以網絡教學手段為平臺，強化師生的互動；在實踐教學上，構建驗證性實驗、仿真設計實驗和創新性實驗層層遞進的實踐教學體系，改革實驗組織形式，建立新的評價體系。在教學實踐中，這些方面的改革取得了良好的教學效果，學生在市、省、國家各級比賽中取得了優異成績，畢業后受到用人單位的一致好評。
參考文獻：
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【關鍵詞】數字通信;自動調制識別算法;研究
所謂的數字通信信號自動調制識別技術主要是對通信系統中的信號進行處理，包括：信號調制、信號檢測、信號提取等處理技術。自動信號自動調節識別技術在通信領域獲得了很大的發展，而且有很多的相關研究正在不斷的涌現。數字通信信號自動調制識別技術屬于非合作通信的基礎，在民用和軍用上都相當廣泛。
一、數字通信信號調制識別方法分類介紹
通常數字信號調制識別的方法有傳統兩大分類，一類為基于決策理論的最大似然識別法;二類為特征提取的統計模式識別算法。而在統計模式識別法則主要有模式識別以及特征提取等，根據不同的調制信號中的不同設計來識別所有的分類器[1]。特征提取常常是對信號頻譜、瞬時信號、均值、星座特征以及高階統計等進行主要特征進行提取。決策理論的方法中，主要利用假設檢驗以及概率等來描述調制模式的識別問題，通過最小的識別誤差來對調制模式進行檢測判斷，因此可將其劃分為最優分類器。
二、調制識別技術概念
（一）調制
所謂的自動調制識別算法中的調制主要是當消息在傳輸過程中由于存在著頻率較低的頻譜分量，且不利于信號的直接傳播，那么通信系統往往需要加入調制過程以此來達到信道調制的效果。調制技術可以對信號的頻譜進行搬遷，將通信信號的頻譜搬到既定的位置上，然后將通信信號轉換成為適合信道傳輸的信號[2]。調制技術的方法種類有很多，而且根據信號的類型可將調制方法分為數字信號調制和模擬調制;根據信號在調制之后的頻譜類型可分為線性調制以及非線性調制。線性調制是通過改變載波的幅度來達到對基帶調制信號的頻譜搬移，此時的信號也保持了基帶信號的結構和線性關系，所以線性調制也被稱為幅度調制。而非線性調制則是通過改變載波的頻率和相位來實現頻譜的搬遷，即始終保持載波的幅度不變，而載波的頻率和相位卻發生改變。
（二）識別
通信信號自動調制的識別主要是在進行信號調制的過程中清楚信號的調制參數以及信息內容等?？膳袛喑鲂盘査扇〉恼{制方式，同時還可以根據某些調制的信息來確定調制的參數，那么我們在進行調制的過程中選取適當的算法為計算提供準確的參數[3]。識別技術中其主要的核心為分類器設計、特征提取等，其征的提取主要是對信號進行分析，根據不同的信號的時頻域分析來進行特征識別。
三、自動調制識別算法探索
（一）自適應lr算法
Lr算法屬于BP神經網絡算法的一種，lr值本是固定不變的。但是自適應lr算法確有著其自變的規律，若計算過程中可以在較平坦的曲面提高lr，反而加速了收斂減少了lr。可以表示為：w（k+1）=w（k）-η（k）F（w（k））。據該公式可知，通調整η（k）可以獲得較之BP神經網絡更快的收斂速度。Lr算法中將動量和自適應lr梯度算法結合起來，可以有效的提升學習的效率，還能夠限制網絡陷入局部極小值。
（二）L-M算法
L-M算法主要是利用目標函數進行一階和二階求導，其迭代式子為：w（k+1）=w（k）-（JT（k）J（k）+uI）-1J（k）（w（k）），u表示阻尼因子;I表示單位矩陣;J（k）表示雅克比矩陣。L-M算法則是通過調節阻尼因子來對迭代收斂方向實現動態調整。該算法則是結合了牛頓法和梯度下降法進行快速收斂。
（三）RPROP算法
RPROP算法與BP神經網絡算法的改進有所不同，該算法在調整網絡的過程中主要是利用函數的誤差，針對閥值偏導數、網絡權值等進行符號替代，可以有效的提升收斂的速度，這就解決了BP神經網絡收斂速度慢的缺點[5]。RPROP算法在調整網絡的時候，可以先設置一個權更新值“”，則全修正值為w，其算法的計算公式為：
wij（t）=-（t） >0 （1）
wij（t）=+（t） <0 （2）
wij（t）=0 其他 （3）
式中，t表示訓練的次數，而RPROP算法則采用批處理方式進行訓練。
則表示在地t時訓練時，訓練集的所有模式梯度累加。權更新值ij則表示在i、j此訓練之后E上的梯度信息，更能夠適應于學習更新。則其公式為：
ij（t）=η+×ij（t-1）
>0 （4）
ij（t）=η-×ij（t-1）
<0 （5）
ij（t）=0 其他 （6）
從上述的（4）、（5）、（6）式子看出，如果E的梯度符號發生改變，則表示wij變化太大，則ij應該乘以η-，使之減小。如果E上的梯度符號不變，則隨著wij增大，ij應乘以η+，則可以有效的加速誤差曲面的收斂。
四、結束語
數字通信信號自動調制識別在合作和非合作領域具有非常重要的價值，而且已經成為了當前重要領域的研究熱點技術。隨著通信信息技術的快速發展，對于自動化的要求越來越高，因此針對數字通信信號自動化調制識別算法具有非常重要的意義，值得我們不斷進行研究。
參考文獻
[1]李敏.數字通信信號自動調制識別技術的研究[D].哈爾濱工程大學，2012.
[2]蘆躍.數字信號調制識別及參數估計研究[D].蘇州大學，2013.
數字通信概念范文3
《數字通信理論》是一門與新興通信技術緊密結合的課程，隨著新興通信技術的出現與發展，《數字通信理論》課程內容不斷的更新，從而起到課程內容保鮮的作用。將國內外新興通信技術引入教學內容中，使學生了解最新的科技前沿技術，開闊學生的眼界和知識面。
2教學方法研究與綜合運用
2．1做好課堂講授的內容和步驟
經過多年的教學研究，筆者認為在復雜繁多的教學內容中，按照提出問題、分析問題和解決問題的思路，搭建授課的體系結構，并鼓勵學生在理解的基礎上通過適當練習，準確把握課程的要點、重點、難點，從知識的點、線、面入手，融教材于一體，以達到較好的教學效果[3]。另外，針對部分學生課后不能做到及時復習的問題，在組織和實施教學中，應該帶領學生復習前次課的內容，特別是重要的公式和概念最好板書并講解，以此加強學生對上次課內容的印象，鞏固所學知識。
2．2實現教師間、師生間互動教學模式
依據互動教學的思想，通過相互交流，實現教學體系的整體優化，提高教學效果。由于每個教師在知識結構、智慧水平、思維方式、認知風格、教育教學經驗等方面存在較大的差異，可以通過教師與教師之間的交流，相互啟發、相互補充，實現思維、智慧的碰撞，使原有的觀念更加科學和完善，有利于達成教學的目標[4]。師生互動是教學過程中最基本，最常見的互動形式。經教師的啟發、引導、激活學生的思維，學生通過思考、判斷、選擇接納教師的理念，進一步激發學生的積極的求知意識，最終達到教學目標。在課堂的教學互動環節中，教師應努力培養學生參與求知的主觀意識，引導學生積極思考，使課堂教學氛圍積極活躍，提高學生學習的自主性。通過課堂互動，教師可以及時了解學生學習課程時難點所在，針對該部分內容重點講解。另外，教師還可以了解學生急切盼望得到的新內容，以便及時補充最新通信理論與技術。
2．3傳統教學方法和多媒體教學手段的結合
《數字通信理論》課程是一門具有一定理論深度的學科，公式和推導相對比較多，如果教師僅通過語言、黑板板書的傳統教學方式，會使板書占用時間增多、課堂的有效教學時間減少、信息含量下降[5]。為使課堂教學生動、形象、直觀,在增加信息量的同時更加注重教學水平的提高,筆者在實際教學中將傳統教學方法和多媒體教學手段的結合，具體方案如下：1）充分利用現代教育技術,采用多媒體方式進行教學。2）通過網絡環境,共享教學資源。3）跟蹤學科的發展,注意知識更新。4）豐富教學資源,擴大學生的自學空間。5）對重點內容、重要公式、定理與結論采用板書方式，使教學重點、難點內容更為突出，更有利于學生的理解和記憶。
3結語
數字通信概念范文4
【基金項目】本文系樂山師范學院校級教改項目“通信原理教學模式與方法改革”（編號：201418）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2017）26-0070-03
“通信原理”課程是通信、電子、信息類專業一門重要的專業必修課，旨在通過本課程的學習，使學生掌握數字通信基礎知識、數字通信系統的基本原理，了解數字通信中的信源編碼、信道編碼及同步的概念，為后續課程的學習奠定必要的理論基礎。
“通信原理”課程教學中存在的主要問題是：①教學內容多，課時少。教材內容共7章，而課時只有48學時，在這么少的課時內，根本不可能把所有的知識點都講解完。原來還開設輔助實驗課，后來由于實驗設備老化壞了，干脆取消了實驗課。沒有實驗輔助，更增加了理論講解的難度。②課程理論性強，原理抽象，數學基礎要求高。學生數學功底差，專業基礎薄弱，自學能力差，對這些深奧的理論既不感興趣，又難以理解和掌握。③教材內容理論性強和實踐應用性差，只有深奧的理論，沒有鮮活的應用實例，學生不了解這些理論的實際應用和現實意義，從而對課程學習失去興趣，導致學習效果差。
現在社會發展迅猛，競爭十分激烈，為了使學生真正學有所成，能適應社會對應用型人才的需求，在激烈競爭中取勝，必須深化改革課程的教學內容、教學方法和教學手段。
一、教學內容的改革
1. 刪減陳舊知識，引入前沿技術
在廣泛調研的基礎上修訂了教學內容和教學目標，重新制定了本課程的教學大綱，確立了以培養學生的創新能力、促進學生個性發展和素質提高的教學目標。新大綱注重課程間的銜接，“通信原理”課程的先修課程有“信號與系統”“概率與統計”“高頻電子線路”。在先修課程中已經重點講解的內容，本課程就不再詳細介紹，這樣避免了重復講解，將節省出來的課時用于新內容的教學。新大綱刪減了陳舊落后的知識，引入前沿技術，明確指出了本課程的核心內容、重難點內容和需要掌握、了解的內容。數字通信系統由于具有很好的可靠性和穩定性，在現代通信中越來越占主導地位，而且通過數模轉換和模數轉換，模擬信號也可以通過數字通信系統傳輸，模擬通信系統將被慢慢淘汰。所以，本課程以數字通信系統的各環節作為學習的重點，刪減了模擬通信部分的內容，引入現代典型的通信系統，如GSM數字蜂窩移動通信系統、CDMA數字蜂窩移動通信系統、數字衛星通信系統。
2. 精簡整合教學內容，采用模塊化方式開展教學
根據“通信原理”的教學大綱和教學改革要求，精心提煉教學內容，做到少而精，同時保證教學內容的實用性和先進性。“通信原理”課程重點講解數字通信原理，要用到信息論的知識，所以補充講解信息論基礎理論。在對信道中噪聲進行分析時，要用到隨機過程理論，應加強隨機過程分析的學習。在通信領域，編碼技術、同步技術和復用技術是三大關鍵技術，將其作為重點學習內容。
將課程核心內容根據通信系統的組成整合成12個模塊：模塊1，數字通信概論；模塊2，信號；模塊3，信道；模塊4，信源編碼；模塊5，模擬信號的數字化傳輸；模塊6，語音和圖像編碼；模塊7，數字信號的基帶傳輸；模塊8，數字信號的頻帶傳輸；模塊9，數字復用技術；模塊10，數字信號的最佳接收；模塊11，同步技術；模塊12，信道編碼。每個模塊內容相對獨立又相互聯系，授課時按照順序依次講解，循序漸進，先讓學生掌握通信系統每個環節的工作原理，再前后聯系，掌握整個通信系統的工作原理。
3. 將工程實例引入課堂教學
通信基本原理理論性強，在理論講解完后，輔之以工程實例，學生往往更感興趣，同時也能進一步拓寬學生的視野。比如，在講解頻分多路復用技術時，引入多級載波電話系統，如圖1所示。12路話音信號，每路4KHz，頻分復用后成為一個基群（Basic Group），帶寬48K。5個基群共60路構成一個基本超群（Basix Super Group），帶寬240K。10個基本超群共600路構成一個基本主群（Basic Master Group）。這樣能加深學生對頻分復用技術的理解和認識，同時激發學生的學習興趣。
二、教學方法的改革
1. 課堂教學中引入通信系統的MATLAB\SIMULINK仿真
“通信原理”課程中的很多理論和結論都是經過煩瑣的數學推導得來的，對學生來說既抽象，又難理解。Matlab提供了用于對動態系統進行建模、仿真和分析的工具包Simulink。Simulink可以將抽象的、深奧的知識點建模仿真，實現復雜問題簡單化，抽象問題可視化、生動化，使學生容易理解和掌握知識，激發學生的學習興趣，從而達到提高課堂教學質量的效果。例如，在講解二進制頻移鍵控（2FSK）時，可以根據2FSK調制解調原理建立如圖2所示的2FSK數字頻帶傳輸系統的仿真模型。
圖2為2FSK傳輸系統仿真模型，其中第一個虛線框所圍部分為調制電路，第二個虛線框所圍部分為高斯噪聲信道，第三個虛線框所圍部分為相干解調。解調后的信號再經過抽樣、判決，恢復數字序列。系統各點信號波形由示波器分別顯示出來，如圖3所示。通過仿真可知，當高斯噪聲方差比較小時，誤碼率也比較小，方差增大，誤碼率也增大。
2. 現代多媒體教學與傳統板書教學有機結合
本課程在教學過程中充分發揮現代化教學手段的優勢，提高教學效果和效率。靈活運用多種先進的教學方法，將現代教學方法與傳統教學方法相結合，以調動學生的學習積極性，提高學生的認知能力，促使學生積極思考。在教學實施過程中，大量應用電子教案，使教師從原來大量的板書中解脫出來，節省了時間；而且課件的圖像和畫面比較直觀，更容易激發學生的學習興趣。但是，電子教案是為教學服務的，只是教學手段的一個必要補充，傳統的板書教學方式不應該被拋棄，教師在講授教學的重點和難點時，仍然需要在黑板上完成一些公式的推導和例題的演算，這是傳統教學的魅力所在。通過多種教學方式的綜合應用，教師可以根據實際情況靈活調整教學內容和教學方法，提高教學效果，促進教和學之間的雙向交流。
3. 注重教師的引導作用，強調學生的主體地位
每個模塊的教學采用任務驅動法，即教師課前先布置學習任務，明確學習目標，促使學生利用多種手段查詢相關資料，進行自學、歸納和總結。上課時，教師先了解學生的自學情況，再根據學生存在的問題有針對性地講解、分析、校正，每個模塊結束時進行課堂測試。這樣經常給學生實壓，讓學生有緊迫感，能促使學生養成良好的學習習慣，長期堅持，可以提高學生的學習效果，避免學生平時長期處于松懶狀況，或者沉迷于手機、網絡、游戲等，直到要考試時才發現自己什么都不會，問問題都無從問起的情況。
4. 建設課程網站，引導學生自主學習
隨著Internet和Wifi的普及，利用網絡資源建設的教學環境，可提供信息量大、內容簡潔、畫面生動的電子教材和多媒體演示系統。網絡交互式的學習手段，有利于構建嚴謹、生動、輕松的學習環境，能激發學生的學習熱情，有利于學生自主學習能力的培養。學生可以隨時隨地利用網上資源，重構知識，提升知識，創造性地學習。
三、改革的成效
此教改方案經過兩輪運行，學習效果明顯提高，課程考核得高分的學生增多了，不及格比例減低了。在新教學大綱的指導下授課，學生在明確學習內容和學習目標的前提下學習，學習興趣明顯提高。
通過精簡、整合，將課程核心內容劃分為12個模塊，明確每個模塊的學習內容、學習目標、重難點，使學生有的放矢，更容易學懂和掌握課程核心內容。通過工程案例的引入，有效地激發了學生的學習興趣，拓寬了學生的視野，增強了學生的工程意識。
建立通信系統的Simulink仿真模型，將抽象的原理用直觀的方式呈現出來，有利于學生理解和掌握深奧理論。同時利用多媒體課件輔助教學，有效地提高了教學效率和教學效果。
建設并基本完善了“通信原理”網絡教學課程網站。網上資源豐富，目前已上網的資源有教學大綱、教學計劃、課件、課后習題詳解、Matlab/Simulink模塊仿真、課后拓展閱讀材料等，方便學生課余自主學習。
四、存在的不足
課程網站還沒有建設互動論壇，以后可繼續建設?；诱搲梢苑奖銓W生提問，教師能夠及時解決學生的疑問，有利于激發學生繼續學習的興趣。教學過程中布置的任務，部分學生課余沒有認真開展資料查閱、自主學習，導致課堂討論質量不高，由于課堂討論時間有限，有些學生沒有發言交流的機會，表達能力、辯證性思維沒有得到足夠的訓練。學生很少對教材內容提出批判性觀點或是提出個人見解，對課程內容沒有進行深入的學習和思考。
參考文獻：
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數字通信概念范文5
關鍵詞：研討式教學；科研能力；現代數字通信；課堂教學
課堂教學是研究生培養的重要環節，是研究生從事后續畢業論文工作的基礎，是研究生實現從本科學習到研究生學習的重要轉折階段。研究生尤其是學術性研究生的培養目標，不同于本科生，主要體現在：搭建合理的知識結構，了解學科前沿；具有創新精神并掌握創新方法；通曉本學科的常識與規范；具有較強的邏輯思維、歸納、總結和表達能力，具有較強的論文和技術報告的撰寫能力，具有合作交流能力；具有自主學習與終身學習的能力，具有較強的獨立工作能力【1】。探討新的教學方法，在課堂教學中揭發學生的創新思維和培養學生獨立從事科研的能力，對提高研究生培養質量具有重要意義。
研討式教學方法，是與傳統的“傳授知識-接受知識”教學方法不同的新的教學模式，它的教學主體包括老師、學生等所有具有認識和判斷能力的課程參與者，他們就某一主題的認識，最大限度地進行多角度、多層次的認識互動，共同討論與交流【2-4】。我們就近年來在研究生課程《現代數字通信》課堂教學中進行研討式教學方法實踐，在學生文獻檢索、文獻綜述、專業知識學習、學術報告與科技論文寫作等獨立科研能力培養方面的粗淺體會與同行交流，期望得到批評指正。
一、研討式教學方法實施
《現代數字通信》課程是我校電子信息工程類研究生的專業基礎課，在研究生第二學期開設，每年有較多的學生研修該課程。在課程學習后學生將進入畢業論文工作，部分學生在課程學習時已開始畢業論文工作。我們希望學生通過該課程的學習能夠掌握通信與網絡的基礎理論和技術，了解現代數字通信技術發展現狀，并培養學生科研工作的一些能力與規范。我們將從教師講授、專題研討、成績評估三個方面介紹我們在《現代數字通信》課程課堂教學上運用研討式教學方法的實踐。
1.教師講授
我們將教師講授模塊化分為：基礎理論講授、科研基本方法與規范講授兩個部分，約占三分之一課時。基礎理論講授部分，主要采用傳統的課堂授課方式，講授通信與網絡的基礎理論和技術，包括信道模型、編碼技術、調制技術、接入技術、交換與組網技術等，除簡單回顧大學通信原理與計算機網絡的基礎知識之外，主要補充高級的通信與網絡理論和技術，為專題研討作知識準備，采用了國外著名大學通信與網絡方面研究生教材【5-6】。
科研基本方法與規范講授部分，主要講授文獻檢索、文獻閱讀、科技交流、科技論文寫作等方面的方法與規范。文獻檢索向學生介紹信息工程領域常用工具，如：SCI文獻索引數據庫、谷歌學術搜索引擎、維基百科、IEEE數據庫等的使用。講授根據題目、摘要、關鍵詞、作者等進行文獻查找篩選的方法。文獻閱讀介紹三關閱讀方法?？萍颊撐膶懽髦v授內容包括標題、摘要、引言、正文、結語、圖表、科技術語的寫作方法與常用寫作規范【7】。科技學術交流主要介紹PPT制作方法、演講技巧等。
另外，在學生開始專題討論之前，教師可以圍繞自己的科研工作或感興趣的題目，給學生做一次學術報告，并引導學生參與討論，目的是給學生一個做學術報告的范例。在本門課開始的第一次課，我們將本學期的專題討論內容提前向學生公布。學生將根據自己的興趣愛好、從事的畢業論文研究課題選擇某個專題，自由組成團隊，并推舉團隊負責人，提前準備研討內容。學生也可以自己選題但需得到老師認可。對于個別學生，老師可以指定加入某個團隊或組建新的團隊。
2.專題研討
專題研討是本課程的主要部分，約占三分之二課時。我們根據教學大綱、現代數字通信的發展現狀與趨勢和我校電子信息工程類研究生往年畢業論文選題情況，對專題研討內容進行劃分，目前專題內容主要包括：無線自組織網絡與無線傳感器網絡、協作通信、深空通信、認知無線電、超寬帶通信、實時通信與機載網絡、擴頻通信與保密通信、衛星通信與網絡等。每年根據上一年教學情況，專題內容會略有調整。學生可以就某個專題或某個專題下的子專題準備研討內容，開展學術討論。學生以組為單位根據選擇題目分工合作，查閱文獻，準備PPT和技術報告。準備內容包括：概念內涵、研究意義、研究現狀與趨勢、關鍵技術、開放問題、自己觀點、研究設想、總結等。
課堂上每組推舉一名學生作為主講人，利用多媒體陳述演講內容，考察學生制作演講文稿、組織演講內容、演講儀態和現場駕馭能力，教師做好記錄。針對報告內容，首先發動學生向報告人提問，要求報告人或同組成員回答和解釋問題，允許學生提出自己的觀點和進行爭論。學生回答完畢后，教師向報告人提問，在師生之間展開討論。針對報告人的演講文稿制作、內容組織、演講儀態和回答問題的情況等，教師進行點評，對課堂中出現的學術爭論一般不做“是”或“否”的絕對性評價，啟發學生進一步調研文獻和思考。
3. 成績評估
《現代數字通信》課程成績由四部分組成，分值比例如下：期末筆試30%，演講成績30%，技術報告30%，課堂討論10%。期末筆試主要考察對教師講授的基礎理論知識的掌握情況，采用閉卷形式。演講成績會在每次研討課時，隨機抽取10名學生民主評議，去掉最高和最低分后的平均成績作為演講成績，評定標準如表1所示。同一組的同學原則上分數相同。演講結束后，報告人小組同學將根據演講文稿、教師和同學提出的問題和意見，獨立整理和提交技術報告，教師根據技術報告對每個同學評分。任課教師認真批改技術報告，技術報告批改完畢并給出成績后，會返還給同學，讓他們知曉自己的不足之處，進而提高自己。教師到期末根據學生參與學術討論的情況，給出課堂討論部分成績，以便鼓勵學生參與討論。采用綜合成績評定方式，有利于鼓勵學生參與整個教學過程，發揮其主觀能動性。#p#分頁標題#e#
二、體會與不足
通過《現代數字通信》課程研討式教學方法實踐，我們有下面體會：
1.結合熱點進行演講示范，提高學生對研討課的興趣
例如，目前IP地址資源耗盡問題是社會關注熱點，教師很快作了IPv6的專題講座，引起了學生的極大興趣和熱烈討論。學生不但對網絡協議有了更深入的掌握，也學會了演講中問題提出、知識講授、演講駕馭的一些技巧，很好地促進了學生專題研討質量的提高。
2.教師素養是研討教學成敗的重要因素
教師在研討課中的角色，首先是一個主持人。而主持人的學術素養、人格魅力、敬業精神等是研討教學成敗極其重要的因素。因此，作為研討課程的教師，必須對交流主題所涉及的學科領域有較深的了解，具有良好的組織、協調能力，并有良好的人格且為學生所接受。教師的課堂行為主要表現為：穿針引線，使課程進展順利，并避免自身成為課堂的中心；要鼓勵、接受、支持合理的各種觀點；鼓勵每一位學生通過聽與講充分互動，避免個別學生唱主角；當好聽眾，善于從學生的評論和觀點中發現問題、提出問題，并做好階段性課堂總結。
3.前期充分準備是學術交流成功的保障
部分同學以前很少接觸外文文獻，面對大量文獻資料，抓不住主題，無法有效地組織好自己的報告內容，有的報告內容膚淺，甚至出現偏題的情況。有的學生在做報告時，盯著電腦屏幕念屏幕上的文字或打印出的演講稿。有的題目大多數同學不太熟悉，出現討論冷場現象。為此，教師應指導學生以所選專題領域的一兩篇綜述文章為基礎，查閱文獻，展開論述。要求小組同學事前多討論，演講同學事前多模擬練習。教師審查通過的演講文稿才能進行演講，并且演講人在演講前幾天需將演講文稿發給所有同學，讓其他同學事先熟悉內容，對該專題感的同學還可以做進一步調研。這樣演講時課堂氣氛會很活躍，討論也很熱烈。
三、結束語
研討式教學方式是教師與學生平等相待、教學相長的過程。任課教師需要不斷學習，了解國際學科前沿。在課堂教學過程中，通過與同學的平等討論與思考，教師的學術水平也會得到進一步的提高。教師在備課時，需要精心準備授課資料和素材；授課時，要很好地控制時間，注意調動大家參與討論的積極性，調動大家的學習興趣。通過研討課，學生普遍感到自己的學術交流能力、提問能力、對話能力、課堂參與的積極性，甚至社交能力、精神面貌等都有所提高和改進。初步統計有95%以上的同學對這種授課方式持肯定態度。研討式教學法是教學改革的積極嘗試，它將研究生獨立科研能力的培養目標落實到研究生課程教學中，在加強研究生自學能力、學習方法及科學研究能力培養的同時，也激發了學生的創造力和想象力。
參考文獻：
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[3] Rodriguez-Farrar HB. The teaching portfolio: A handbook for faculty, teaching assistants and teaching fellows [M]//Third Edition. Providence: The Harriet W. Sheridan Center, Brown University, 2008: 7-12.
[4] Fisher M. Teaching at Stanford: An introductory handbook for faculty, academic staff, and teaching assistants, Revised Edition [M]. Standord: The center for teaching and learning, Stanford University, 2007: 49-59.
[5] Bernard Sklar, Digital Communications: Fundamental and Applications (Second Edition), Person Education, 2003.
數字通信概念范文6
【關鍵詞】蒙特卡羅仿真 信噪比 誤碼率
【中圖分類號】TN911 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682（2012）10-0084-02
蒙特卡羅（Monte Carlo）方法是一種基于隨機試驗和統計計算的數值方法，其基本原理是當需要求解的問題是某種隨機事件出現的概率，或者是某個隨機變量的期望值時，可以通過一種“實驗”的方法，用這種事件出現的頻率來估計該隨機事件的概率，或者得到這個隨機變量的某些數字特征，并將其作為問題的解。如果需要求解的問題不是一個隨機事件問題，還可以通過數學分析找出與之等價的隨機事件模型，然后再利用蒙特卡羅方法去求解。[1]
誤碼率是評價一個通信系統性能優劣的重要指標，但由于誤碼率的計算公式復雜，甚至在很多情況下無法得到解析解。[2～3]因此通過蒙特卡羅方法模擬實際的通信過程，得到仿真的通信系統誤碼率就成為一種方便的手段，特別適用于難以對檢測器的性能進行分析的情況。
一、多種二進制基帶信號的傳輸與接收
1.正交信號的傳輸與接收
在數字通信系統中，0和1組成的二進制數據可以用兩個正交波形s0（t）和s1（t）來傳輸，傳輸信號通過加性高斯白噪聲
信道（AWGN）后疊加了功率譜密度為 （W/Hz）的噪聲n（t）。
接收端的信號可表示為：
r（t）=si（t）+n（t），i=0，1；0≤t≤Tb （1）
接收端在接收到信號r（t）后，判斷在區間0≤t≤Tb內發送
是0還是1。接收機的設計原則是使差錯率最小，滿足這個原則的接收機稱為最佳接收機。AWGN信道的最佳接收機可以由信號相關器和檢測器組成。圖1所示：
圖1 最佳接收機方框圖
信號相關器將接收到的信號r（t）與兩個可能的發送信號s0（t）和s1（t）做互相關，假設s0（t）是已發送信號，相關器計算在區間0≤t≤Tb內的兩個輸出，得：
（2）
式中，n0和n1為信號相關器輸出端的噪聲分量；Eb為脈沖信號s0（t）的能量。同理，當s1（t）是已發送信號，相關器計算得到兩個輸出為r1（t）=Eb+n1而r0（t）=n0。
在t=Tb時刻對這兩個輸出r0（t）和r1（t）采樣后，判決器將比較r0（t）和r0（t）并按如下規則判決：當r0>r1時，傳輸的是0。當r0
因為s0（t）和s1（t）是正交的，所以理論誤碼率為[1、4]：
（3）
2.雙極性信號的傳輸與接收
在s0（t）和s1（t）是雙極性信號時，有s1（t）=-s0（t）。此時圖1所示的最佳接收機只需要一個相關器即可。假設相關器與s0（t）做互相關，當發送的是s0（t）時，相關器的輸出r=Eb+n，當發送的是s1（t）時，相關器的輸出r=-Eb+n，噪聲分
量n的方差 ，最佳判斷器與閾值0相比較，若r>0則判
斷s1（t）被發送，若r
因為s1（t）=-s0（t），所以理論誤碼率為[1、4]：
（4）
3.單極性信號的傳輸與接收
用單極性信號來傳送二進制序列，若信息比特為0，則不傳送任何信號；若信息比特是1，則發送信號波形s（t）。因此，接收到的信號波形可以表示為：
與雙極性信號一樣，單極性信號的最佳接收機也只需要一個相關器。理論誤碼率為[1、4]：
（5）
二、二進制基帶通信系統的蒙特卡羅仿真
在通信系統仿真中經常采用蒙特卡羅方法來實現誤碼性能的估計。為了說明問題，以加性高斯白噪聲（AWGN）信道下二進制基帶信號的誤碼性能為例，說明如何使用蒙特卡羅方法進行通信系統的誤碼性能仿真。
1.正交信號數字通信系統的仿真模型
用Simulink建立一個正交信號數字通信系統的仿真模型如圖2所示。[1]
圖2 正交信號數字通信系統誤碼性能仿真框圖
在該系統模型中，主要包含以下模塊：
（1）Random Integer Generator隨機整數產生器模塊，用它來產生消息比特。
（2）Porduct乘法器模塊，在發送端產生s0（t）和s1（t），在接收端則與s0（t）和s1（t）進行相關運算。
（3）AWGN信道模塊，用來對發送信號疊加高斯白噪聲。
（4）Cumulative Sum累加器模塊與乘法器Product2、Product3一起完成相關運算。
（5）Relational Operator關系操作模塊用來對相關器的輸出進行判決。
（6）誤比特率統計模塊（BER Calculation），對發送比特和解調比特進行比較，計算誤比特率。
設置模型發送nsymbol=100000個數據比特，SNR的范圍[0～12]dB，Simulink模型運行結果見圖3。
通過曲線分析可知，蒙特卡羅仿真差錯率與理論差錯率在低信噪比情況下完全一致，而在高信噪比發生了一定的偏差。產生這一結果是因為蒙特卡羅的仿真精度和仿真次數N有密切關系。一般情況下，蒙特卡羅估計是無偏的，N越小，估計的方差就越大；N越大，估計的方差就越小。當N∞時，則估計值收斂于真實值。為了保證仿真精度，蒙特卡羅仿真次數N與給定差錯率pe的關系應滿足[5]N>10/pe。
由上式可知，當信噪比Eb/N0=10dB時相應的誤碼率數量級N在10-3以下，根據公式N>10/pe可知為了保證仿真精度與理論值的吻合，N應該大于104次。而上圖的仿真誤碼率曲線是在固定仿真次數為105次的情況下得到的，故仿真誤碼率曲線與理論曲線基本吻合。當Eb/N0=12dB時相應的誤碼率數量級在10-5以上。根據公式N>10/pe可知為了保證仿真精度與理論值的吻合，N應該大于106次。而上圖的仿真誤碼率曲線是在固定仿真次數為105次的情況下等到的，故仿真誤碼率曲線與理論曲線出現偏離。
根據上述分析可知，如果想要使信噪比較大時仿真曲線與理論曲線也比較吻合，可以在信噪比較大時，根據式子N>10/pe采用適當的仿真次數即可解決此問題。
2.雙極性和單極性信號數字通信系統的仿真模型
與圖2相比，雙極性仿真模型只需要一個相關器與s0（t）相關，最后的判決器與0進行比較。單極性與雙極性的仿真模型基本相同，只是在二進制數據源的輸出端有很小的變化，因此兩個模型可以通用。
對3種信號數字通信系統，在不同信噪比下，發送N=100000個數據比特，理論誤碼率結果圖4所示：
從圖4可以看出，單極性信號的誤比特率高于雙極性信號，與雙極性信號似乎相差6dB，與正交信號也相差3dB。但是，需要注意的是，使用單極性信號，其平均發送的能量比雙極性信號和正交信號少3dB。因此，單極性信號與正交信號性能是相同的，與雙極性信號相差3dB。
三、結 論
文中對3種二進制基帶通信系統的信號傳輸和最佳接收進行了理論分析，在此基礎上，討論了以誤碼率為性能指標的蒙特卡羅仿真建模方法，對蒙特卡羅仿真方法的試驗精度等方面進行了性能分析。蒙特卡羅方法在通信系統的仿真中有著廣泛的應用，因此有必要對其仿真方法進行研究，更好的運用這種方法解決實際工程問題。
參考文獻
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2 Shanmugan K S.通信系統仿真原理與無線應用（肖明波等譯）[M].北京：機械工業出版社，2008
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