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数字通信概念范文1
关键词：数字通信原理；教学内容；教学模式；实践教学体系
《数字通信原理》是高职院校通信类、电子类等专业的专业基础课，既是基础课向专业课的过渡，也是电子通信学科的入门课，在通信类、电子类专业中占有非常重要的地位。这门课的教学直接影响这些专业的教学质量和所培养人才的知识结构及综合能力。这门课综合了电路分析基础、电子电路、高频电路、数字电路等电类基础课以及高等数学、概率论等数学课程，具有相当大的难度和理论深度。而高职高专学生基础普遍薄弱，数学功底和自学能力较差，如果强调数学推导和理论探讨，无疑将使学生产生畏难情绪，难以激发学生的学习兴趣和积极性；但如果完全不涉及理论分析，教学又无法达到高职院校的培养目标，即无法培养出既具备一定专业理论素养、又具有较强动手能力的技术应用型人才。
通过多年的教学实践，笔者认为，《数字通信原理》课的教学，一方面要强调基本理论、方法的分析，重点培养学生的思考能力，另一方面必须加强实验教学和实训环节，重点是培养岗位技能。该课程的教学目标是使学生掌握典型数字通信系统的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和实验技能等，熟悉当前数字通信技术发展的现状和最新进展。核心是培养学生良好的通信知识和素养，为后续专业课程的学习奠定坚实的基础。
考虑《数字通信原理》课的教学情况和课程地位，我院2003年将该门课程确定为院重点课程，通过不断转变教学理念、更新教学内容、完善教学方法、改进教学手段，在《数字通信原理》课程的教学内容、教学模式和实践教学体系等方面进行了富有特色的改革实践。
以线带点，改革教学内容
在《数字通信原理》的传统教学模式中，往往介绍许多通信的数学模型和原理，由于理论抽象、概念繁多，知识点显得零散，那些数学基础、自学能力和自制力均较差的学生难以接受。笔者认为，应遵循“以线带点”的改革思路进行教学内容的改革。
（一）强化学习路线图，建立数字通信系统的整体观念
在教学中，笔者强调数字通信系统整体观念的建立，即以数字通信系统的模型图作为学习的总路线图（如下图），以图中功能框图为“点”，有向线段为“线”。以路线图中的节点涉及的典型技术理论分析为重点，以信号的传输流程为主线，以线带点，使学生掌握通信系统的宏观分析思路和微观分析方法。
在教学初期，首先向学生介绍通信系统的基本概念，核心是让学生掌握通信的本质——将大量有用的信息高效率、无失真地进行传递，并在传递过程中抑制无用、有害的信息；其次，系统阐述数字通信模型如何体现通信的本质以及数字通信系统模型每个节点的知识点在各章的分配。
在教学过程中，根据信号的传递路径，教师应“顺藤摸瓜”，对每个节点进行功能分析，注重强调该节点在数字通信系统中的地位、层次以及关键性能和指标。随着教学的进行，不断强调或强化学习路线图，并标明学习进度在路线图上的体现，重点是强调前后节点之间的内在关系。
在教学后期，教师应不断阐述各节点存在的必要性以及相互间的逻辑关系，在技术实现的基础上进一步帮助学生建立数字通信系统的整体概念。例如，信源编码是保证通信有效性的技术手段，使用的关键技术是脉冲编码调制；信道编码是保障通信可靠性的技术手段，实现的关键技术涉及检错编码和纠错编码。信源编码和信道编码是互相补充的关系，但实现的方法是相互“矛盾”的，信源编码通过压缩消息冗余量实现，信道编码则通过增加消息冗余量实现，这是由通信过程中不同阶段的通信目标决定的。
（二）精选典型技术，强调基本模块的分析和知识运用
在宏观分析的基础上，以信号的传递流程为主线，逐步展开典型数字通信技术实现的具体分析。在教学活动中，针对高职学生的特点，对通信技术实现的讲解不应贪多求全，而要精选典型技术进行微观分析，关键是激发学生的学习兴趣和帮助学生建立数字通信技术的知识体系。具体方法是建立积木式教学模块，将全课程的数字通信技术实现分解为信源编码模块、信道编码模块、传输模块（基带传输与频带传输）、同步模块等四个核心模块。针对每个模块精心进行分析，挑选经典技术的实现进行分析，对经典技术坚持目的驱动的教学方式，核心是建立知识体系，充分认识和接受数字通信技术的概念，掌握基本模块的分析方法。
建立了各部分的知识模块后，必须精选相应模块的典型技术。例如，在频带传输分析中，选择ASK、FSK、PSK、DPSK等基本的数字调制技术作为必学内容，要求学生掌握这些典型数字调制技术的实现、解调、带宽分析、画图分析和抗噪声分析等内容。而将多进制调制技术和现代调制技术列入增强模块，仅进行简单的介绍，以知识扩展为目的，不做应会要求。
在对典型技术进行微观分析时，以注重比较研究、概念提炼，避免数学推导和理论复制，应以大量的图示进行理论知识的诠释，强调知识的运用。以数字调制方式的带宽分析为例，将授课重点放在各种调制方式的带宽图示比较上，不进行频域的数学演算；同样，在噪声分析中，不引入误差函数等概念，仅比较各种数字调制方式的抗噪声能力。关键是帮助学生理解带宽、抗噪声能力在实际应用中的意义和作用，理解当考虑带宽、抗噪声能力等因素时选择哪种调制方式才能满足实际需要。
强化互动，改革教学模式
在各种教学模式的争论中，主流的模式有两种，即以教师为中心的教学模式和以学生为中心的教学模式。前者的优点是有利于教师主导作用的发挥，重视情感因素在学习过程中的作用；其突出的缺点则是强调传递——接受式，在教学过程中把学生置于被动接受位置，学习者的主动性难以发挥，不利于激发高职学生的学习积极性。后者的突出优点是有利于激发学生的学习积极性；其缺点是忽视教师主导作用的发挥，不利于系统知识的传授，不重视情感因素在学习过程中的作用。高职学生的特点一方面是基础知识较差，厌学情绪严重，另一方面是学习的主动性、思考问题的积极性都较差，同时普遍存在自卑心理。若采用传统的以教师为中心的教学模式，显然无法实现教学目的。但是，如果完全采用以学生为中心的教学模式，也必然导致教学的失败。因此，必须进行教学模式的改革与探讨。
在高职院校的教学实践中，笔者基于现代网络教学平台，将两种教学模式结合起来，取长补短。一方面，针对高职学生自学能力差的特点，充分利用教师的指导作用，以教师的专业素养和个人品格强化学生的知识结构和学习态度；另一方面，充分利用网络教学的特点，基于世界上两大网络教学平台之一的Blackboard建立完整的虚拟教学课堂，提供课下网络教学资源，建立自主教学环境，加强教学互动，及时进行师生间的双向反馈，调动学生的学习积极性，培养他们自主学习的方法和独立思考的能力。
从目前的实践看，初期基本上还应以教师为中心的教学模式为主，随着教学的进展，逐步过渡到以学生为中心的教学模式。
突出技能培养，改革实践教学体系
《数字通信原理》是一门实践性很强的课程，对于高职院校学生来说，加强他们技能培养的途径是建立一套完善的课程实践教学体系。《数字通信原理》的特点是理论性强，知识点丰富，高度抽象，不建立感性的认识，学生很难巩固理论知识。因此，帮助学生建立通信系统的感性认识、培养他们分析和解决实际问题的能力、提高实际操作技能是实践教学体系的目标和出发点。
（一）因材施教，分层次组织实验教学
在实践教学活动中，我院建立了验证性实验、仿真设计实验和创新性实验层层递进的实践教学体系，针对不同的学生分层次组织实践教学。
验证性实验是指在现有实验平台上对相关理论的正确性进行验证，目的是巩固和加深学生对相关理论知识的理解；仿真设计实验是在验证性实验的基础上，在相关通信技术原理的指导下，以通信系统仿真软件（如System View等）为平台进行通信系统的设计和验证；创新性实验则是组织掌握程度较好、学有余力的学生进行相关项目的开发，项目可以是创新的，也可以是现有的，一般与各类电子竞赛相联系。尤其是System View通过模块搭建进行通信系统的设计，与积木式模块教学方法呼应，不需要学生进行复杂的编码即可实现实际通信系统的仿真实验，并能将结果下载到FPGA芯片中得到实际的产品，对于激发高职学生的学习兴趣、培养高职学生的实际动手能力、加强高职学生的专业思想具有重大意义。
（二）改革实验形式，建立基于项目的实验方式
传统的实验组织形式是安排学生分组，往往全组学生依赖某个能力强的学生，学生中蒙混过关的情况严重。我们提出以项目组织实验，每个学生负责一个或两个具体的项目，做到“人人有项目”，组内其他学生进行辅助工作。
在项目选择上，要求完成数字通信系统模型中的基本“点”项目，同时鼓励学生积极参与综合性实验项目和各类各级竞赛项目，并在实验学分上进行倾斜。
在具体实验实施上，要求作为项目负责人的学生主动参与、进行人员分工，对实验项目的计划和实施全权负责，如安排实验内容讨论、选择实验方式等。鼓励能力强的学生同时选择多种实验平台。项目负责人要负责组织本组学生分析和评价实验结果，对本组学生实验情况进行评价。项目组学生在教师指导下，根据理论学习的进度自己设计实验，自己准备仪器完成实验，以达到培养和提高学生的组织能力、思维能力和创造能力的目的。
（三）改革考核方式，建立新的实验评价标准
《数字通信原理》课程的实验教学分为两个模块，即课内实验和期末集中实训（或课程设计）。传统教学中，课内实验的考核计入课程成绩，集中实训（或课程设计）作为单独的课程计分。我们认为这种实验考核的方式割裂了实验课程的内容，不利于实验课程的改革，应采取将课内实验和期末集中实训（或课程设计）统一为一门课程的考核方式。
具体的考核内容可覆盖实验表现、实验报告和成果、实验难度等方面，建立完整的《数字通信原理》实验考核评价体系，体现“强调过程，重视结果”的考核思想。“强调过程”体现在对实验表现的评价占据整个实验成绩的60%，引导学生重视岗位能力、团队精神、专业素养的培养；“重视结果”体现在对实验结果的分析、讨论上，而不在对错上，关键是分析出原因与对策。此外，如果学生在各级各类竞赛项目上获奖可以获得相应实验加分。
课程特点与高职学生的特点给《数字通信原理》的教学带来很大挑战，本文提出，在教学内容上，以线带点构建模块化教学，降低理论难度，强调系统概念的建立和典型技术的分析；在教学模式上，结合以教师为中心的教学模式和以学生为中心的教学模式的优点，以网络教学手段为平台，强化师生的互动；在实践教学上，构建验证性实验、仿真设计实验和创新性实验层层递进的实践教学体系，改革实验组织形式，建立新的评价体系。在教学实践中，这些方面的改革取得了良好的教学效果，学生在市、省、国家各级比赛中取得了优异成绩，毕业后受到用人单位的一致好评。
参考文献：
数字通信概念范文2
【关键词】数字通信;自动调制识别算法;研究
所谓的数字通信信号自动调制识别技术主要是对通信系统中的信号进行处理，包括：信号调制、信号检测、信号提取等处理技术。自动信号自动调节识别技术在通信领域获得了很大的发展，而且有很多的相关研究正在不断的涌现。数字通信信号自动调制识别技术属于非合作通信的基础，在民用和军用上都相当广泛。
一、数字通信信号调制识别方法分类介绍
通常数字信号调制识别的方法有传统两大分类，一类为基于决策理论的最大似然识别法;二类为特征提取的统计模式识别算法。而在统计模式识别法则主要有模式识别以及特征提取等，根据不同的调制信号中的不同设计来识别所有的分类器[1]。特征提取常常是对信号频谱、瞬时信号、均值、星座特征以及高阶统计等进行主要特征进行提取。决策理论的方法中，主要利用假设检验以及概率等来描述调制模式的识别问题，通过最小的识别误差来对调制模式进行检测判断，因此可将其划分为最优分类器。
二、调制识别技术概念
（一）调制
所谓的自动调制识别算法中的调制主要是当消息在传输过程中由于存在着频率较低的频谱分量，且不利于信号的直接传播，那么通信系统往往需要加入调制过程以此来达到信道调制的效果。调制技术可以对信号的频谱进行搬迁，将通信信号的频谱搬到既定的位置上，然后将通信信号转换成为适合信道传输的信号[2]。调制技术的方法种类有很多，而且根据信号的类型可将调制方法分为数字信号调制和模拟调制;根据信号在调制之后的频谱类型可分为线性调制以及非线性调制。线性调制是通过改变载波的幅度来达到对基带调制信号的频谱搬移，此时的信号也保持了基带信号的结构和线性关系，所以线性调制也被称为幅度调制。而非线性调制则是通过改变载波的频率和相位来实现频谱的搬迁，即始终保持载波的幅度不变，而载波的频率和相位却发生改变。
（二）识别
通信信号自动调制的识别主要是在进行信号调制的过程中清楚信号的调制参数以及信息内容等。可判断出信号所采取的调制方式，同时还可以根据某些调制的信息来确定调制的参数，那么我们在进行调制的过程中选取适当的算法为计算提供准确的参数[3]。识别技术中其主要的核心为分类器设计、特征提取等，其征的提取主要是对信号进行分析，根据不同的信号的时频域分析来进行特征识别。
三、自动调制识别算法探索
（一）自适应lr算法
Lr算法属于BP神经网络算法的一种，lr值本是固定不变的。但是自适应lr算法确有着其自变的规律，若计算过程中可以在较平坦的曲面提高lr，反而加速了收敛减少了lr。可以表示为：w（k+1）=w（k）-η（k）F（w（k））。据该公式可知，通调整η（k）可以获得较之BP神经网络更快的收敛速度。Lr算法中将动量和自适应lr梯度算法结合起来，可以有效的提升学习的效率，还能够限制网络陷入局部极小值。
（二）L-M算法
L-M算法主要是利用目标函数进行一阶和二阶求导，其迭代式子为：w（k+1）=w（k）-（JT（k）J（k）+uI）-1J（k）（w（k）），u表示阻尼因子;I表示单位矩阵;J（k）表示雅克比矩阵。L-M算法则是通过调节阻尼因子来对迭代收敛方向实现动态调整。该算法则是结合了牛顿法和梯度下降法进行快速收敛。
（三）RPROP算法
RPROP算法与BP神经网络算法的改进有所不同，该算法在调整网络的过程中主要是利用函数的误差，针对阀值偏导数、网络权值等进行符号替代，可以有效的提升收敛的速度，这就解决了BP神经网络收敛速度慢的缺点[5]。RPROP算法在调整网络的时候，可以先设置一个权更新值“”，则全修正值为w，其算法的计算公式为：
wij（t）=-（t） >0 （1）
wij（t）=+（t） <0 （2）
wij（t）=0 其他 （3）
式中，t表示训练的次数，而RPROP算法则采用批处理方式进行训练。
则表示在地t时训练时，训练集的所有模式梯度累加。权更新值ij则表示在i、j此训练之后E上的梯度信息，更能够适应于学习更新。则其公式为：
ij（t）=η+×ij（t-1）
>0 （4）
ij（t）=η-×ij（t-1）
<0 （5）
ij（t）=0 其他 （6）
从上述的（4）、（5）、（6）式子看出，如果E的梯度符号发生改变，则表示wij变化太大，则ij应该乘以η-，使之减小。如果E上的梯度符号不变，则随着wij增大，ij应乘以η+，则可以有效的加速误差曲面的收敛。
四、结束语
数字通信信号自动调制识别在合作和非合作领域具有非常重要的价值，而且已经成为了当前重要领域的研究热点技术。随着通信信息技术的快速发展，对于自动化的要求越来越高，因此针对数字通信信号自动化调制识别算法具有非常重要的意义，值得我们不断进行研究。
参考文献
[1]李敏.数字通信信号自动调制识别技术的研究[D].哈尔滨工程大学，2012.
[2]芦跃.数字信号调制识别及参数估计研究[D].苏州大学，2013.
数字通信概念范文3
《数字通信理论》是一门与新兴通信技术紧密结合的课程，随着新兴通信技术的出现与发展，《数字通信理论》课程内容不断的更新，从而起到课程内容保鲜的作用。将国内外新兴通信技术引入教学内容中，使学生了解最新的科技前沿技术，开阔学生的眼界和知识面。
2教学方法研究与综合运用
2．1做好课堂讲授的内容和步骤
经过多年的教学研究，笔者认为在复杂繁多的教学内容中，按照提出问题、分析问题和解决问题的思路，搭建授课的体系结构，并鼓励学生在理解的基础上通过适当练习，准确把握课程的要点、重点、难点，从知识的点、线、面入手，融教材于一体，以达到较好的教学效果[3]。另外，针对部分学生课后不能做到及时复习的问题，在组织和实施教学中，应该带领学生复习前次课的内容，特别是重要的公式和概念最好板书并讲解，以此加强学生对上次课内容的印象，巩固所学知识。
2．2实现教师间、师生间互动教学模式
依据互动教学的思想，通过相互交流，实现教学体系的整体优化，提高教学效果。由于每个教师在知识结构、智慧水平、思维方式、认知风格、教育教学经验等方面存在较大的差异，可以通过教师与教师之间的交流，相互启发、相互补充，实现思维、智慧的碰撞，使原有的观念更加科学和完善，有利于达成教学的目标[4]。师生互动是教学过程中最基本，最常见的互动形式。经教师的启发、引导、激活学生的思维，学生通过思考、判断、选择接纳教师的理念，进一步激发学生的积极的求知意识，最终达到教学目标。在课堂的教学互动环节中，教师应努力培养学生参与求知的主观意识，引导学生积极思考，使课堂教学氛围积极活跃，提高学生学习的自主性。通过课堂互动，教师可以及时了解学生学习课程时难点所在，针对该部分内容重点讲解。另外，教师还可以了解学生急切盼望得到的新内容，以便及时补充最新通信理论与技术。
2．3传统教学方法和多媒体教学手段的结合
《数字通信理论》课程是一门具有一定理论深度的学科，公式和推导相对比较多，如果教师仅通过语言、黑板板书的传统教学方式，会使板书占用时间增多、课堂的有效教学时间减少、信息含量下降[5]。为使课堂教学生动、形象、直观,在增加信息量的同时更加注重教学水平的提高,笔者在实际教学中将传统教学方法和多媒体教学手段的结合，具体方案如下：1）充分利用现代教育技术,采用多媒体方式进行教学。2）通过网络环境,共享教学资源。3）跟踪学科的发展,注意知识更新。4）丰富教学资源,扩大学生的自学空间。5）对重点内容、重要公式、定理与结论采用板书方式，使教学重点、难点内容更为突出，更有利于学生的理解和记忆。
3结语
数字通信概念范文4
【基金项目】本文系乐山师范学院校级教改项目“通信原理教学模式与方法改革”（编号：201418）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2017）26-0070-03
“通信原理”课程是通信、电子、信息类专业一门重要的专业必修课，旨在通过本课程的学习，使学生掌握数字通信基础知识、数字通信系统的基本原理，了解数字通信中的信源编码、信道编码及同步的概念，为后续课程的学习奠定必要的理论基础。
“通信原理”课程教学中存在的主要问题是：①教学内容多，课时少。教材内容共7章，而课时只有48学时，在这么少的课时内，根本不可能把所有的知识点都讲解完。原来还开设辅助实验课，后来由于实验设备老化坏了，干脆取消了实验课。没有实验辅助，更增加了理论讲解的难度。②课程理论性强，原理抽象，数学基础要求高。学生数学功底差，专业基础薄弱，自学能力差，对这些深奥的理论既不感兴趣，又难以理解和掌握。③教材内容理论性强和实践应用性差，只有深奥的理论，没有鲜活的应用实例，学生不了解这些理论的实际应用和现实意义，从而对课程学习失去兴趣，导致学习效果差。
现在社会发展迅猛，竞争十分激烈，为了使学生真正学有所成，能适应社会对应用型人才的需求，在激烈竞争中取胜，必须深化改革课程的教学内容、教学方法和教学手段。
一、教学内容的改革
1. 删减陈旧知识，引入前沿技术
在广泛调研的基础上修订了教学内容和教学目标，重新制定了本课程的教学大纲，确立了以培养学生的创新能力、促进学生个性发展和素质提高的教学目标。新大纲注重课程间的衔接，“通信原理”课程的先修课程有“信号与系统”“概率与统计”“高频电子线路”。在先修课程中已经重点讲解的内容，本课程就不再详细介绍，这样避免了重复讲解，将节省出来的课时用于新内容的教学。新大纲删减了陈旧落后的知识，引入前沿技术，明确指出了本课程的核心内容、重难点内容和需要掌握、了解的内容。数字通信系统由于具有很好的可靠性和稳定性，在现代通信中越来越占主导地位，而且通过数模转换和模数转换，模拟信号也可以通过数字通信系统传输，模拟通信系统将被慢慢淘汰。所以，本课程以数字通信系统的各环节作为学习的重点，删减了模拟通信部分的内容，引入现代典型的通信系统，如GSM数字蜂窝移动通信系统、CDMA数字蜂窝移动通信系统、数字卫星通信系统。
2. 精简整合教学内容，采用模块化方式开展教学
根据“通信原理”的教学大纲和教学改革要求，精心提炼教学内容，做到少而精，同时保证教学内容的实用性和先进性。“通信原理”课程重点讲解数字通信原理，要用到信息论的知识，所以补充讲解信息论基础理论。在对信道中噪声进行分析时，要用到随机过程理论，应加强随机过程分析的学习。在通信领域，编码技术、同步技术和复用技术是三大关键技术，将其作为重点学习内容。
将课程核心内容根据通信系统的组成整合成12个模块：模块1，数字通信概论；模块2，信号；模块3，信道；模块4，信源编码；模块5，模拟信号的数字化传输；模块6，语音和图像编码；模块7，数字信号的基带传输；模块8，数字信号的频带传输；模块9，数字复用技术；模块10，数字信号的最佳接收；模块11，同步技术；模块12，信道编码。每个模块内容相对独立又相互联系，授课时按照顺序依次讲解，循序渐进，先让学生掌握通信系统每个环节的工作原理，再前后联系，掌握整个通信系统的工作原理。
3. 将工程实例引入课堂教学
通信基本原理理论性强，在理论讲解完后，辅之以工程实例，学生往往更感兴趣，同时也能进一步拓宽学生的视野。比如，在讲解频分多路复用技术时，引入多级载波电话系统，如图1所示。12路话音信号，每路4KHz，频分复用后成为一个基群（Basic Group），带宽48K。5个基群共60路构成一个基本超群（Basix Super Group），带宽240K。10个基本超群共600路构成一个基本主群（Basic Master Group）。这样能加深学生对频分复用技术的理解和认识，同时激发学生的学习兴趣。
二、教学方法的改革
1. 课堂教学中引入通信系统的MATLAB\SIMULINK仿真
“通信原理”课程中的很多理论和结论都是经过烦琐的数学推导得来的，对学生来说既抽象，又难理解。Matlab提供了用于对动态系统进行建模、仿真和分析的工具包Simulink。Simulink可以将抽象的、深奥的知识点建模仿真，实现复杂问题简单化，抽象问题可视化、生动化，使学生容易理解和掌握知识，激发学生的学习兴趣，从而达到提高课堂教学质量的效果。例如，在讲解二进制频移键控（2FSK）时，可以根据2FSK调制解调原理建立如图2所示的2FSK数字频带传输系统的仿真模型。
图2为2FSK传输系统仿真模型，其中第一个虚线框所围部分为调制电路，第二个虚线框所围部分为高斯噪声信道，第三个虚线框所围部分为相干解调。解调后的信号再经过抽样、判决，恢复数字序列。系统各点信号波形由示波器分别显示出来，如图3所示。通过仿真可知，当高斯噪声方差比较小时，误码率也比较小，方差增大，误码率也增大。
2. 现代多媒体教学与传统板书教学有机结合
本课程在教学过程中充分发挥现代化教学手段的优势，提高教学效果和效率。灵活运用多种先进的教学方法，将现代教学方法与传统教学方法相结合，以调动学生的学习积极性，提高学生的认知能力，促使学生积极思考。在教学实施过程中，大量应用电子教案，使教师从原来大量的板书中解脱出来，节省了时间；而且课件的图像和画面比较直观，更容易激发学生的学习兴趣。但是，电子教案是为教学服务的，只是教学手段的一个必要补充，传统的板书教学方式不应该被抛弃，教师在讲授教学的重点和难点时，仍然需要在黑板上完成一些公式的推导和例题的演算，这是传统教学的魅力所在。通过多种教学方式的综合应用，教师可以根据实际情况灵活调整教学内容和教学方法，提高教学效果，促进教和学之间的双向交流。
3. 注重教师的引导作用，强调学生的主体地位
每个模块的教学采用任务驱动法，即教师课前先布置学习任务，明确学习目标，促使学生利用多种手段查询相关资料，进行自学、归纳和总结。上课时，教师先了解学生的自学情况，再根据学生存在的问题有针对性地讲解、分析、校正，每个模块结束时进行课堂测试。这样经常给学生实压，让学生有紧迫感，能促使学生养成良好的学习习惯，长期坚持，可以提高学生的学习效果，避免学生平时长期处于松懒状况，或者沉迷于手机、网络、游戏等，直到要考试时才发现自己什么都不会，问问题都无从问起的情况。
4. 建设课程网站，引导学生自主学习
随着Internet和Wifi的普及，利用网络资源建设的教学环境，可提供信息量大、内容简洁、画面生动的电子教材和多媒体演示系统。网络交互式的学习手段，有利于构建严谨、生动、轻松的学习环境，能激发学生的学习热情，有利于学生自主学习能力的培养。学生可以随时随地利用网上资源，重构知识，提升知识，创造性地学习。
三、改革的成效
此教改方案经过两轮运行，学习效果明显提高，课程考核得高分的学生增多了，不及格比例减低了。在新教学大纲的指导下授课，学生在明确学习内容和学习目标的前提下学习，学习兴趣明显提高。
通过精简、整合，将课程核心内容划分为12个模块，明确每个模块的学习内容、学习目标、重难点，使学生有的放矢，更容易学懂和掌握课程核心内容。通过工程案例的引入，有效地激发了学生的学习兴趣，拓宽了学生的视野，增强了学生的工程意识。
建立通信系统的Simulink仿真模型，将抽象的原理用直观的方式呈现出来，有利于学生理解和掌握深奥理论。同时利用多媒体课件辅助教学，有效地提高了教学效率和教学效果。
建设并基本完善了“通信原理”网络教学课程网站。网上资源丰富，目前已上网的资源有教学大纲、教学计划、课件、课后习题详解、Matlab/Simulink模块仿真、课后拓展阅读材料等，方便学生课余自主学习。
四、存在的不足
课程网站还没有建设互动论坛，以后可继续建设。互动论坛可以方便学生提问，教师能够及时解决学生的疑问，有利于激发学生继续学习的兴趣。教学过程中布置的任务，部分学生课余没有认真开展资料查阅、自主学习，导致课堂讨论质量不高，由于课堂讨论时间有限，有些学生没有发言交流的机会，表达能力、辩证性思维没有得到足够的训练。学生很少对教材内容提出批判性观点或是提出个人见解，对课程内容没有进行深入的学习和思考。
参考文献：
[1] 武林俊.通信原理课程教学改革[J].中国科技纵横,2010,(18):112.
数字通信概念范文5
关键词：研讨式教学；科研能力；现代数字通信；课堂教学
课堂教学是研究生培养的重要环节，是研究生从事后续毕业论文工作的基础，是研究生实现从本科学习到研究生学习的重要转折阶段。研究生尤其是学术性研究生的培养目标，不同于本科生，主要体现在：搭建合理的知识结构，了解学科前沿；具有创新精神并掌握创新方法；通晓本学科的常识与规范；具有较强的逻辑思维、归纳、总结和表达能力，具有较强的论文和技术报告的撰写能力，具有合作交流能力；具有自主学习与终身学习的能力，具有较强的独立工作能力【1】。探讨新的教学方法，在课堂教学中揭发学生的创新思维和培养学生独立从事科研的能力，对提高研究生培养质量具有重要意义。
研讨式教学方法，是与传统的“传授知识-接受知识”教学方法不同的新的教学模式，它的教学主体包括老师、学生等所有具有认识和判断能力的课程参与者，他们就某一主题的认识，最大限度地进行多角度、多层次的认识互动，共同讨论与交流【2-4】。我们就近年来在研究生课程《现代数字通信》课堂教学中进行研讨式教学方法实践，在学生文献检索、文献综述、专业知识学习、学术报告与科技论文写作等独立科研能力培养方面的粗浅体会与同行交流，期望得到批评指正。
一、研讨式教学方法实施
《现代数字通信》课程是我校电子信息工程类研究生的专业基础课，在研究生第二学期开设，每年有较多的学生研修该课程。在课程学习后学生将进入毕业论文工作，部分学生在课程学习时已开始毕业论文工作。我们希望学生通过该课程的学习能够掌握通信与网络的基础理论和技术，了解现代数字通信技术发展现状，并培养学生科研工作的一些能力与规范。我们将从教师讲授、专题研讨、成绩评估三个方面介绍我们在《现代数字通信》课程课堂教学上运用研讨式教学方法的实践。
1.教师讲授
我们将教师讲授模块化分为：基础理论讲授、科研基本方法与规范讲授两个部分，约占三分之一课时。基础理论讲授部分，主要采用传统的课堂授课方式，讲授通信与网络的基础理论和技术，包括信道模型、编码技术、调制技术、接入技术、交换与组网技术等，除简单回顾大学通信原理与计算机网络的基础知识之外，主要补充高级的通信与网络理论和技术，为专题研讨作知识准备，采用了国外著名大学通信与网络方面研究生教材【5-6】。
科研基本方法与规范讲授部分，主要讲授文献检索、文献阅读、科技交流、科技论文写作等方面的方法与规范。文献检索向学生介绍信息工程领域常用工具，如：SCI文献索引数据库、谷歌学术搜索引擎、维基百科、IEEE数据库等的使用。讲授根据题目、摘要、关键词、作者等进行文献查找筛选的方法。文献阅读介绍三关阅读方法。科技论文写作讲授内容包括标题、摘要、引言、正文、结语、图表、科技术语的写作方法与常用写作规范【7】。科技学术交流主要介绍PPT制作方法、演讲技巧等。
另外，在学生开始专题讨论之前，教师可以围绕自己的科研工作或感兴趣的题目，给学生做一次学术报告，并引导学生参与讨论，目的是给学生一个做学术报告的范例。在本门课开始的第一次课，我们将本学期的专题讨论内容提前向学生公布。学生将根据自己的兴趣爱好、从事的毕业论文研究课题选择某个专题，自由组成团队，并推举团队负责人，提前准备研讨内容。学生也可以自己选题但需得到老师认可。对于个别学生，老师可以指定加入某个团队或组建新的团队。
2.专题研讨
专题研讨是本课程的主要部分，约占三分之二课时。我们根据教学大纲、现代数字通信的发展现状与趋势和我校电子信息工程类研究生往年毕业论文选题情况，对专题研讨内容进行划分，目前专题内容主要包括：无线自组织网络与无线传感器网络、协作通信、深空通信、认知无线电、超宽带通信、实时通信与机载网络、扩频通信与保密通信、卫星通信与网络等。每年根据上一年教学情况，专题内容会略有调整。学生可以就某个专题或某个专题下的子专题准备研讨内容，开展学术讨论。学生以组为单位根据选择题目分工合作，查阅文献，准备PPT和技术报告。准备内容包括：概念内涵、研究意义、研究现状与趋势、关键技术、开放问题、自己观点、研究设想、总结等。
课堂上每组推举一名学生作为主讲人，利用多媒体陈述演讲内容，考察学生制作演讲文稿、组织演讲内容、演讲仪态和现场驾驭能力，教师做好记录。针对报告内容，首先发动学生向报告人提问，要求报告人或同组成员回答和解释问题，允许学生提出自己的观点和进行争论。学生回答完毕后，教师向报告人提问，在师生之间展开讨论。针对报告人的演讲文稿制作、内容组织、演讲仪态和回答问题的情况等，教师进行点评，对课堂中出现的学术争论一般不做“是”或“否”的绝对性评价，启发学生进一步调研文献和思考。
3. 成绩评估
《现代数字通信》课程成绩由四部分组成，分值比例如下：期末笔试30%，演讲成绩30%，技术报告30%，课堂讨论10%。期末笔试主要考察对教师讲授的基础理论知识的掌握情况，采用闭卷形式。演讲成绩会在每次研讨课时，随机抽取10名学生民主评议，去掉最高和最低分后的平均成绩作为演讲成绩，评定标准如表1所示。同一组的同学原则上分数相同。演讲结束后，报告人小组同学将根据演讲文稿、教师和同学提出的问题和意见，独立整理和提交技术报告，教师根据技术报告对每个同学评分。任课教师认真批改技术报告，技术报告批改完毕并给出成绩后，会返还给同学，让他们知晓自己的不足之处，进而提高自己。教师到期末根据学生参与学术讨论的情况，给出课堂讨论部分成绩，以便鼓励学生参与讨论。采用综合成绩评定方式，有利于鼓励学生参与整个教学过程，发挥其主观能动性。#p#分页标题#e#
二、体会与不足
通过《现代数字通信》课程研讨式教学方法实践，我们有下面体会：
1.结合热点进行演讲示范，提高学生对研讨课的兴趣
例如，目前IP地址资源耗尽问题是社会关注热点，教师很快作了IPv6的专题讲座，引起了学生的极大兴趣和热烈讨论。学生不但对网络协议有了更深入的掌握，也学会了演讲中问题提出、知识讲授、演讲驾驭的一些技巧，很好地促进了学生专题研讨质量的提高。
2.教师素养是研讨教学成败的重要因素
教师在研讨课中的角色，首先是一个主持人。而主持人的学术素养、人格魅力、敬业精神等是研讨教学成败极其重要的因素。因此，作为研讨课程的教师，必须对交流主题所涉及的学科领域有较深的了解，具有良好的组织、协调能力，并有良好的人格且为学生所接受。教师的课堂行为主要表现为：穿针引线，使课程进展顺利，并避免自身成为课堂的中心；要鼓励、接受、支持合理的各种观点；鼓励每一位学生通过听与讲充分互动，避免个别学生唱主角；当好听众，善于从学生的评论和观点中发现问题、提出问题，并做好阶段性课堂总结。
3.前期充分准备是学术交流成功的保障
部分同学以前很少接触外文文献，面对大量文献资料，抓不住主题，无法有效地组织好自己的报告内容，有的报告内容肤浅，甚至出现偏题的情况。有的学生在做报告时，盯着电脑屏幕念屏幕上的文字或打印出的演讲稿。有的题目大多数同学不太熟悉，出现讨论冷场现象。为此，教师应指导学生以所选专题领域的一两篇综述文章为基础，查阅文献，展开论述。要求小组同学事前多讨论，演讲同学事前多模拟练习。教师审查通过的演讲文稿才能进行演讲，并且演讲人在演讲前几天需将演讲文稿发给所有同学，让其他同学事先熟悉内容，对该专题感的同学还可以做进一步调研。这样演讲时课堂气氛会很活跃，讨论也很热烈。
三、结束语
研讨式教学方式是教师与学生平等相待、教学相长的过程。任课教师需要不断学习，了解国际学科前沿。在课堂教学过程中，通过与同学的平等讨论与思考，教师的学术水平也会得到进一步的提高。教师在备课时，需要精心准备授课资料和素材；授课时，要很好地控制时间，注意调动大家参与讨论的积极性，调动大家的学习兴趣。通过研讨课，学生普遍感到自己的学术交流能力、提问能力、对话能力、课堂参与的积极性，甚至社交能力、精神面貌等都有所提高和改进。初步统计有95%以上的同学对这种授课方式持肯定态度。研讨式教学法是教学改革的积极尝试，它将研究生独立科研能力的培养目标落实到研究生课程教学中，在加强研究生自学能力、学习方法及科学研究能力培养的同时，也激发了学生的创造力和想象力。
参考文献：
[1] 胡玲琳. 学术性学位与专业学位研究生培养模式的特性比较[J]. 学位与研究生教育, 2006, (4): 22-26.
[2] 沈文捷,朱强. Seminar教学法：研究生教学的新模式[J]. 学位与研究生教育, 2002, (7-8): 43-47.
[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.
数字通信概念范文6
【关键词】蒙特卡罗仿真 信噪比 误码率
【中图分类号】TN911 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682（2012）10-0084-02
蒙特卡罗（Monte Carlo）方法是一种基于随机试验和统计计算的数值方法，其基本原理是当需要求解的问题是某种随机事件出现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，可以通过一种“实验”的方法，用这种事件出现的频率来估计该随机事件的概率，或者得到这个随机变量的某些数字特征，并将其作为问题的解。如果需要求解的问题不是一个随机事件问题，还可以通过数学分析找出与之等价的随机事件模型，然后再利用蒙特卡罗方法去求解。[1]
误码率是评价一个通信系统性能优劣的重要指标，但由于误码率的计算公式复杂，甚至在很多情况下无法得到解析解。[2～3]因此通过蒙特卡罗方法模拟实际的通信过程，得到仿真的通信系统误码率就成为一种方便的手段，特别适用于难以对检测器的性能进行分析的情况。
一、多种二进制基带信号的传输与接收
1.正交信号的传输与接收
在数字通信系统中，0和1组成的二进制数据可以用两个正交波形s0（t）和s1（t）来传输，传输信号通过加性高斯白噪声
信道（AWGN）后叠加了功率谱密度为 （W/Hz）的噪声n（t）。
接收端的信号可表示为：
r（t）=si（t）+n（t），i=0，1；0≤t≤Tb （1）
接收端在接收到信号r（t）后，判断在区间0≤t≤Tb内发送
是0还是1。接收机的设计原则是使差错率最小，满足这个原则的接收机称为最佳接收机。AWGN信道的最佳接收机可以由信号相关器和检测器组成。图1所示：
图1 最佳接收机方框图
信号相关器将接收到的信号r（t）与两个可能的发送信号s0（t）和s1（t）做互相关，假设s0（t）是已发送信号，相关器计算在区间0≤t≤Tb内的两个输出，得：
（2）
式中，n0和n1为信号相关器输出端的噪声分量；Eb为脉冲信号s0（t）的能量。同理，当s1（t）是已发送信号，相关器计算得到两个输出为r1（t）=Eb+n1而r0（t）=n0。
在t=Tb时刻对这两个输出r0（t）和r1（t）采样后，判决器将比较r0（t）和r0（t）并按如下规则判决：当r0>r1时，传输的是0。当r0
因为s0（t）和s1（t）是正交的，所以理论误码率为[1、4]：
（3）
2.双极性信号的传输与接收
在s0（t）和s1（t）是双极性信号时，有s1（t）=-s0（t）。此时图1所示的最佳接收机只需要一个相关器即可。假设相关器与s0（t）做互相关，当发送的是s0（t）时，相关器的输出r=Eb+n，当发送的是s1（t）时，相关器的输出r=-Eb+n，噪声分
量n的方差 ，最佳判断器与阈值0相比较，若r>0则判
断s1（t）被发送，若r
因为s1（t）=-s0（t），所以理论误码率为[1、4]：
（4）
3.单极性信号的传输与接收
用单极性信号来传送二进制序列，若信息比特为0，则不传送任何信号；若信息比特是1，则发送信号波形s（t）。因此，接收到的信号波形可以表示为：
与双极性信号一样，单极性信号的最佳接收机也只需要一个相关器。理论误码率为[1、4]：
（5）
二、二进制基带通信系统的蒙特卡罗仿真
在通信系统仿真中经常采用蒙特卡罗方法来实现误码性能的估计。为了说明问题，以加性高斯白噪声（AWGN）信道下二进制基带信号的误码性能为例，说明如何使用蒙特卡罗方法进行通信系统的误码性能仿真。
1.正交信号数字通信系统的仿真模型
用Simulink建立一个正交信号数字通信系统的仿真模型如图2所示。[1]
图2 正交信号数字通信系统误码性能仿真框图
在该系统模型中，主要包含以下模块：
（1）Random Integer Generator随机整数产生器模块，用它来产生消息比特。
（2）Porduct乘法器模块，在发送端产生s0（t）和s1（t），在接收端则与s0（t）和s1（t）进行相关运算。
（3）AWGN信道模块，用来对发送信号叠加高斯白噪声。
（4）Cumulative Sum累加器模块与乘法器Product2、Product3一起完成相关运算。
（5）Relational Operator关系操作模块用来对相关器的输出进行判决。
（6）误比特率统计模块（BER Calculation），对发送比特和解调比特进行比较，计算误比特率。
设置模型发送nsymbol=100000个数据比特，SNR的范围[0～12]dB，Simulink模型运行结果见图3。
通过曲线分析可知，蒙特卡罗仿真差错率与理论差错率在低信噪比情况下完全一致，而在高信噪比发生了一定的偏差。产生这一结果是因为蒙特卡罗的仿真精度和仿真次数N有密切关系。一般情况下，蒙特卡罗估计是无偏的，N越小，估计的方差就越大；N越大，估计的方差就越小。当N∞时，则估计值收敛于真实值。为了保证仿真精度，蒙特卡罗仿真次数N与给定差错率pe的关系应满足[5]N>10/pe。
由上式可知，当信噪比Eb/N0=10dB时相应的误码率数量级N在10-3以下，根据公式N>10/pe可知为了保证仿真精度与理论值的吻合，N应该大于104次。而上图的仿真误码率曲线是在固定仿真次数为105次的情况下得到的，故仿真误码率曲线与理论曲线基本吻合。当Eb/N0=12dB时相应的误码率数量级在10-5以上。根据公式N>10/pe可知为了保证仿真精度与理论值的吻合，N应该大于106次。而上图的仿真误码率曲线是在固定仿真次数为105次的情况下等到的，故仿真误码率曲线与理论曲线出现偏离。
根据上述分析可知，如果想要使信噪比较大时仿真曲线与理论曲线也比较吻合，可以在信噪比较大时，根据式子N>10/pe采用适当的仿真次数即可解决此问题。
2.双极性和单极性信号数字通信系统的仿真模型
与图2相比，双极性仿真模型只需要一个相关器与s0（t）相关，最后的判决器与0进行比较。单极性与双极性的仿真模型基本相同，只是在二进制数据源的输出端有很小的变化，因此两个模型可以通用。
对3种信号数字通信系统，在不同信噪比下，发送N=100000个数据比特，理论误码率结果图4所示：
从图4可以看出，单极性信号的误比特率高于双极性信号，与双极性信号似乎相差6dB，与正交信号也相差3dB。但是，需要注意的是，使用单极性信号，其平均发送的能量比双极性信号和正交信号少3dB。因此，单极性信号与正交信号性能是相同的，与双极性信号相差3dB。
三、结 论
文中对3种二进制基带通信系统的信号传输和最佳接收进行了理论分析，在此基础上，讨论了以误码率为性能指标的蒙特卡罗仿真建模方法，对蒙特卡罗仿真方法的试验精度等方面进行了性能分析。蒙特卡罗方法在通信系统的仿真中有着广泛的应用，因此有必要对其仿真方法进行研究，更好的运用这种方法解决实际工程问题。
参考文献
1 邵玉斌.Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析[M].北京：清华大学出版社，2008
2 Shanmugan K S.通信系统仿真原理与无线应用（肖明波等译）[M].北京：机械工业出版社，2008
3 许建霞、聂明新.基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真[J].武汉理工大学学报，2005（6）：450～452
