FDMA通信原理课程设计（精选10篇）
FDMA系统仿真
1.课程设计目的
（1）巩固课本所学的有关理论知识。
（2）加深对FDMA通信系统的理解和掌握相关知识。（3）掌握带通滤波器和低通滤波器的设计（4）掌握Matlab软件的基本使用。
（5）学会运用Matlab软件进行一些仿真和设计。
2.课程设计要求
（1）对所做课题进行相关资料查询。（2）对课题构建框架，理清制作思路。
(3）通过MATLAB7.1完成FDMA系统仿真，结果体现其特点。（4）对结果进行记录，分析，完成报告。
3.相关知识
3.1寻址方式的概念
为了提高通信系统信道的利用率，通常多路信号共享同一信道进行信号的传输。为此，引入信道多址寻址的概念。多址寻址是指在同一信道上传输多路信号而互不干扰的一种技术。目前的多址寻址方式是基于常规通信中的多路复用模式所创建的，最常用的多路复用有频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）。进而在多址寻址分类中，按频带区分信号的方法是频分多址（FDMA）；按时隙区分信号的方法是时分多址（TDMA）；按相互正交的码字区分信号的方法是码分多址（CDMA）。
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
3.2频分多址的基本工作原理
频分多址（FDMA）是使用最早、目前使用较多的一种多址接入方式，广泛应用于卫星通信、移动通信、一点多址微波通信系统中。
FDMA通信系统核心的思想是频分复用（FDM），复用是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一个信道上传送的复合信号的方法。例如，在电话通信系统中，语音信号频谱在300—3400Hz内，而一条干线的通信资源往往远大于传送一路语音信号所需的带宽。这时，如果用一条干线只传一路语音信号会使资源大大的浪费，所以常用的方法是“复用”，使一条干线上同时传输几路电话信号，提高资源利用率。
频分复用（FDM）是信道复用按频率区分信号，即将信号资源划分为多个子频带，每个子频带占用不同的频率。然后把需要在同一信道上同时传输的多个信号的频谱调制到不同的频带上，合并在一起不会相互影响，并且能再接收端此分离开。
4.课程设计分析 4.1输入信号的产生
频分多址（FDMA）输入模块如图4.1所示。
图4.1 频分多址（FDMA）输入模块
利用Simulink中的三个信号发生器（Signal Generator），产生幅度为1，频率为4Hz的正弦信号，4Hz频率的方波信号，以及频率为3Hz的锯齿波信号。
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
4.2调制与解调模块
频分多址（FDMA）调制与解调模块如图4.2所示。
（a）频分多址（FDMA）调制模块
（b）频分多址（FDMA）解调模块
图4.2频分多址（FDMA）调制与解调模块
模块DSB AM（De）Modulator Passband 的作用是双边带调制/解调模块，采用的是正弦载波信号。这里三个信号发生器产生的分别是4Hz 的正弦、4Hz 的方波和3Hz 的锯齿波，因此为了实现频分复用，必须将它们分别调制到不同的频段上去，使它们互不重叠，这样就可以复用同一信道传输，载波频率分别为40Hz，60Hz，80Hz。
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
4.3带通滤波器设计
频分多址（FDMA）带通滤波模块如图4.3所示。
图4.3 频分多址（FDMA）带通滤波模块
输入信号分别被调制到40Hz、60Hz、80Hz的频率上。因此前三个模拟滤波器（Analog Filter）的作用是划分信道，将它们各自的频带限制在一定的范围内，避免互相发生混叠。另一方面，添加了高斯白噪声的信号在被解调前必须分离出来，因此后三个模拟滤波器的作用就是分别滤出这三个频段上的信号。这样就能保证各路信号互不干扰。
4.4 FDMA系统框图设计
在发射部分，三个信号发生器，产生正弦信号，方波信号，锯齿波信号，分别进入载频不同的双边带幅度调制模块，然后各自进入与调制模块载频相应的模拟滤波器模块。三路信号在加法器中合成后馈入加性高斯白噪声传输环境。在接受部分，三路并联的和路器分别工作在上述的三个载频上，带通滤波器后面连着载频与带通滤波器中心频率相同的双边带解调模块。解调出信号在和路器中与各自的原始信号汇合，然后进入示波器。
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
系统框图如图4.5所示
图4.5 频分多址（FDMA）系统仿真框图
5.仿真
参数设置（例）Signal Generator1
信号发生器参数如图5.1
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
调制模块：
DSB AM Modulator passband
DSB AM调制器参数如图5.2 解调模块：
DSB AM Demodulator passband
DSB AM解调器参数如图5.2
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
加法器：
List：+++；采样时间;0.002。AWGN通道：Initial seed：67(为初始状态)Variance：0.01。示波器1:
示波器参数如图5.3 频谱仪：
频谱仪参数如图5.4
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
数字滤波器例1
数字滤波器参数如图5.5 6.结果分析
各模块组接完成后进行功能仿真得到以下结果 Spectrum Scope(频谱仪)仿真图如图6.1
频谱仪仿真结果图6.1 8
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
正弦波信号示波器Scope图形如图6.2
示波器Scope结果图6.2
正弦波的基本波形保持一般，幅度损失严重。方波信号示波器Scope1图形如图6.3
示波器Scope1结果图6.3
由图可以证实方波信号损失严重。主要由于信道被滤波器进行了限制，所以高频分量被滤除。同时方波信号幅度也损失严重。
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
锯齿波信号示波器Scope2图形如图6.4
示波器Scope2结果图6.4 锯齿波相较与方波损失较少，但也有明显损失。要使方波或锯齿波损失减小适当扩大通频范围即可，但要注意不要混频。
在本次课设中遇到的难题如图6.5
仿真错误结果图6.5 在本次仿真中开始时候模块设计是参考MATLAB课本，完成以后，仿真失败，进过自己的实验查找，发现DSB AM Demodulator Passband(通带 DSB AM 解调器)无法接收连续信号，所以在其前一端连接一个Zero-Order Hold原件，仿真至此成功。
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
7.参考文献
《通信原理》课程理论·性强, 数学公式推导多, 比较抽象, 侧重于对实际通信系统数学模型的研究, 而有关通信系统实现的内容, 一般只给出系统实现的思路或框图, 很少介绍具体实现, 与实际的系统实现距离大, 从而增加了学生的学习难度。大部分学生在学完本课程之后, 并不能对通信原理讲授内容做到深刻的理解, 基本上是知其然, 但是不知其所以然。这使得学生在将理论知识应用于实践时产生较大困难, 如在毕业设计和创新型实践中, 学生经常不知如何下手, 一片茫然。虽然有相关的辅导资料可以查阅, 但本科生的学习任务繁重, 自学能力还较差, 不能单靠学生努力来改变现状。目前通信原理课程有配套的实验教学内容, 但是大部分实验内容还都是在实验箱上进行的。一方面, 实验室由于规模的限制, 实验设备的台数不多, 而招生规模却在不断扩大, 学生的实验课时相对有限, 所以大部分学生不能得到充分的实践练习和锻炼;另一方面, 实验箱平台所支持的实验内容大都是演示性质的, 并且实验项目基本固定, 学生只能得到对实际通信设备结构、原理的浅显认识, 而对通信系统背后的真正工作原理, 以及各设备之间的相互关联是片面和模糊的。
针对《通信原理》课程面临的困境, 我们课题组开发了一套基于Matlab语言的“通信原理教学仿真平台”, 同时编写了“通信原理及仿真实现”教材。图1是软件平台的主界面, 图2是该平台集成的课程知识点, 图3是第五章内容的主界面, 本文的“DSB调制和解调过程分析”就是基于这部分提供的开放代码进行的课程设计。
二、DSB调制解调仿真的基本原理
1. 课程设计要求。设消息信号m (t) 为:
其中t0=0.1s。用这个消息来调制载波c (t) =cos (2πfct) , fc=250, 要求完成以下任务:
(1) 写出DSB-SC已调信号的表达式。
(2) 画出消息信号和已调信号的时域波形图、频谱图。
(3) 将已调信号进行相干解调, 画出恢复后消息信号的时域波形、频谱。
(4) 假设已调信号叠加的噪声信号, SNR为10d B, 进行相干解调后, 画出恢复后消息信号的时域波形、频谱, 并将 (3) 和 (4) 进行比较。
2. DSB调制解调原理。
抑制载波的双边带调制 (DSB-SC) , 简称DSB, 也称线性调制是用原始信号去控制高频载波的振幅, 使其随调制信号的规律变化的过程。它是在AM信号中将载波抑制, 去掉直流分量, 从而输出抑制载波的双边带信号[1]。其时域表达式为:s (t) =m (t) *cos (2πfct) , m (t) 是原始信号, fc是载波信号的频率, 与cos (2πfct) 相乘得到已调信号。在频域上, 通过调制相当于把基带信号的频谱搬移到载波中心频率的附近, 已调信号的频谱可表示为SDSB (ω) = (1/2) ·[M (ω+ωc) +M (ω-ωc) ]。该已调信号经过信道的传输, 叠加噪声, 到达接收端经过相干解调恢复出基带信号, 相干解调由乘法器和低通滤波器组成。在设计中, 假设生成的本地载波与接收信号的载波同频同相, 低通滤波器滤的设计是课程设计的难点。
3. 数字低通滤波器的设计。
利用MATLAB进行低通滤波器的设计, 其关键是确定基带信号的通带和阻带截止频率。在MATLAB中设计滤波器的方式有多种[3,4], 本文选择巴特沃兹低通滤波器。主要用到以下几个MATLAB内部的函数:
[N, wc]=buttord (wp, ws, Rp, As) :其中wp, ws分别为通带和阻带的截止频率, 取值范围为0~1, 在调用时对二分之一采样频率进行归一化;Rp为通带的纹波系数, 表示通带范围内信号的波动幅度, As为阻带的衰减系数, 表示阻带的衰减幅度;N为低通滤波器的阶数, wc为低通滤波器的3d B截止频率。
[B, A]=butter (N, wc) :该函数的作用是计算滤波器系统函数分子分母多项式B和A。得到A和B的值后可以用freqz函数画出低通滤波器的频率响应曲线, 利用Y=filter (B, A, y) 可以得到通过滤波器之后的信号Y, 其中y是滤波前的信号。
三、仿真结果及部分代码分析
按照课程设计要求, 生成消息信号, 其MATLAB仿真代码如下:
T=0.2;Ts=0.001;N=T/Ts;t=[-N/2:N/2-1]*Ts;x=sinc (100/pi*t) ;
调制过程:fc=250;y=x.*cos (2*pi*fc*t) ;
基带信号频谱:fs=1/Ts;df=fs/N;f=[-N/2:N/2-1]*df;X=fftshift (fft (x) ) /N;
已调信号频谱:Y=fftshift (fft (y) ) /N;仿真结果如图4所示。
相干解调:YR=y.*cos (2*pi*fc*t) 。
巴特沃斯滤波器设计:从图4可见, 基带信号带宽约为23Hz, 因此设计低通滤波器时, 通带边缘频率取为30Hz, 又知采样频率为1000Hz, 则得到wp=30/500;阻带边缘频率取为50Hz, 则ws=50/500;Rp=1;As=25;[N_, wc]=buttord (wp, ws, Rp, As) ;[B, A]=butter (N_, wc) ;HY=filter (B, A, YR) ;[H_Y, w]=freqz (B, A, 512) 。仿真结果如图5所示, 设计的低通滤波器有较好频率响应, 实现了DSB的相干解调过程。图6是通过信道传输叠加了噪声之后的解调过程, 可见当信噪比为10d B时, 恢复的信号已经出现失真。
四、结束语
在通信原理教学过程中, 利用MATLAB仿真软件将抽象的知识点以图形图像方式展示, 不仅有利于教师授课, 更有利于帮助学生自我学习和动手实践, 能够有效避免理论教学与实践教学产生脱节, 能帮助学生更好地理解和掌握理论知识, 激起学生的学习兴趣。本文基于“通信原理教学辅助软件平台”, 主要利用了软件中“DSB模拟调制和解调”模块的开放代码, 在MATLAB环境下模拟了双边带幅度调制和解调的基本过程, 并重点设计了低通滤波器, 达到了课程设计的要求, 双边带幅度调制与解调 (DSB) 理解更加深刻。通过实践表明, 该“通信原理教学辅助软件平台”为通信原理的理论学习提供了一个良好的平台。
摘要：针对《通信原理》课程面临的困境, 我们课题组开发了一套基于Matlab语言的“通信原理教学辅助软件平台”, 该平台集成课程知识要点, 提供可视化图形图像, 教师可通过演示来帮助讲解, 学生也易于理解, 同时还可基于软件平台提供的Matlab开放代码, 进行课程设计, 提高学生的自我学习和动手能力。文中以“DSB的调制和解调”知识点为例, 基于软件仿真平台进行课程设计。仿真过程中, 按基带调制信号的频谱特性来设计接收端的低通滤波器, 通过分析基带信号和已调信号在有无噪声下的时域和频域特性, 对通信系统的模拟调制过程有更好地理解。
关键词：通信原理,调制解调,DSB,低通滤波器
参考文献
[1]樊昌信, 曹丽娜, 等.通信原理[M].第六版.北京:国防工业出版社, 2010.
[2]彭红平, 杨福宝.基于Matlab的FIR数字滤波器设计[J].武汉理工大学学报:信息与管理工程版, 2005, 27 (5) :275-278.
[3]何丽娜, 叶听, 汪伟.数字滤波器 (FIR) 设计算法研究[J].电声技术, 2014, 38 (2) :67-70.
[4]朱静, 徐军.用MATLAB对双边带抑制载波调制解调器的仿真分析[J].湖南城建高等专科学校学报, 2002, 11 (4) :20-23.
[5]王智忠, 幅度调制信号的特性分析及其MATLAB仿真研究[J].安徽理工大学学报:自然科学版, 2006, 26 (3) :48-51
摘 要 《通信原理》是通信工程、电子信息等信息类专业的一门核心基础课，存在理论性强、不易与实际相结合的特点，笔者根据多年的通信系统设计经验以及大学本科授课体会，在理论实验教学、教学方法、教学手段以及考核方式等多方面进行了探索，以期改善教学效果，提高授课质量。
关键词 通信原理 教学改革 教学内容 教学方法
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2014）02-0003-02
随着数字通信技术和计算机技术的快速发展，信息技术已成为21世纪世界经济发展的主要动力，信息的传播方式也从上世纪末的以书信和固定电话为主转变为蜂窝移动通信和计算机网络通信等。学习和掌握现代通信系统和技术也成为信息社会每一位成员，尤其是未来的通信工作者的迫切需求。作为现代通信系统的理论基础——通信原理的教学质量，直接影响到我国未来通信人才的理论基础甚至未来整个通信产业的发展和竞争力，因此对通信原理课程进行教学改革和探索具有深远的意义。本文拟从多方面对通信原理课程进行改革，特别是在教学方法、教学手段和教学内容上做出创新与改革。
一、改革理论教学，夯实理论基础
《通信原理》课程是通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、信息工程等专业必修的专业基础课，主要内容包括：随机过程及信道、模拟调制和数字调制系统、数字基带传输系统、PCM终端技术、最佳接收的概念等。通过本课程的学习，一方面可使学生熟悉现代通信的基本概念、基本原理，掌握分析和研究通信系统的基本方法；另一方面，通过课程的实验实践，灵活运用理论知识，设计和仿真较大规模通信系统，可培养学生解决实际问题的能力，为专业课的学习和今后的工作打下良好的基础。由于这门课程内容比较丰富，原理性较强，抽象概念多，除了用到先修课程信号与系统的相关知识，也需要具有较为扎实的数学理论基础，特别是概率论和数理统计方面的知识，并且前后概念与内容相互交错，知识体系繁杂，对于教和学都有一定的难度。因此在讲解过程中一定要注意把繁琐的理论推导简单化，尽量进行理解性、简单化讲解，总体目的是使学生能够掌握通信系统的基本处理方法和思路，而不是陷入繁琐的数学推导中却把握不住方向。考虑到近年来数字通信技术的迅猛发展，要侧重于数字通信基础理论方面的讲解，并且要联系当前热门的3G和4G等移动通信系统。同时理论的讲解要结合必要的能够充分说明问题的例题，理论是抽象的，而例题是接近实际问题的，因此例题的讲解能够更好地强化学习的效果。此外，在选择和设计例题时，要多联系前后知识点，既能够回顾过去的知识点，解释当天课程内容的应用方法，又能够引出后面章节的知识内容。最后给同学们一定的练习题并适时的进行习题讲解说明，通过多个方面的结合来加深学生对知识点的掌握。
二、改革实验教学，紧密联系实际
《通信原理》课程通常会有一定学时的实验教学，帮助学生熟悉通信系统的基本概念、基本原理、采用的相关技术等，建立通信系统较为完整的框架体系，在分析和理解通信系统方面建立统一的理论和感性认识。实验往往是通过通信原理实验箱来进行，一般包括PCM编译码、AMI/HDB3编译码、FSK调制解调过程以及帧结构及其传输等实验内容，来了解通信信号的产生、传输和接收的整个流程。比如通过模拟电话的抽样、量化和编码实现模拟信号的数字传输，接收的时候再进行模拟信号的还原，并可通过示波器来观测传输过程中各部分信号的变化，能够直观的让学生了解到一个基本通信系统的整个流程，激发学生学习的兴趣。但由于实验箱上的实验大多都是验证性的实验，而且过于基本，学生仍然不能够了解每个部分内部的实现方法，也不能够了解目前通信系统实现中常用的技术方法，因此可以添加Matlab或者Simulink等方面的实验内容，着重对一些常用的数字基带调制解调方式，如QPSK和QAM等进行编程仿真，绘制误比特率曲线，更进一步可以将实现过程定点化，使学生更能够学习到实际实现时的种种细节，更深入地理解相关理论知识。
三、改革教学方法，激发学生兴趣
教学内容体系确定后，采用什么样的教学方法与教学手段是非常重要的。通信原理是一门理论性较强，数学公式较多的学科，对学生的数学基础也有较高的要求，如果是按部就班的讲解会比较枯燥，因此在教学手段上以多媒体教学为主，传统黑板板书为辅，在教学方法上面注重与现实结合，引发学生的学习兴趣。在讲授过程中，结合现代通信发展的现状，穿插讲授各种基础技术理论的发展演变和现实当中的应用，做到让学生学得有目的、有感受，而不是孤立的学习理论知识。比如说目前与我们生活密切结合的WIFI技术和蜂窝通信系统，在每一部分内容的讲解上都可以跟这些系统的某些部分联系起来，并辅以Matlab或者Simulink的仿真演示，让学生真切体会到这些知识点的应用带来的优势，解决了哪些方面的问题等，从而达到增加学生学习兴趣，强化学习效果的目的。
四、改革考核方式，提高考核质量
考核是对学习的结果做出评估，是反映教学效果的手段。而课程开设能否达到既定的教学目标，课程的考核方式有着比较重要的作用。针对《通信原理》课程特点，考核方式作如下尝试：结合课程的专业特点，采用试卷笔试和实验编程相结合的考核方式。笔试主要侧重于考核学生对于理论基础知识的掌握情况。在出题的时候要注意将概念性的知识应用化，不单纯考学生对概念的记忆情况，而是考核学生对概念是否理解，能否在实际当中应用的能力。实验编程可以根据平时实验课上的学习内容稍加变动，考核同学们在已学知识的基础上的实际问题处理能力和应变能力。综合两个方面可以全面地对学生做出考核，并且可以引导学生从考试前突击进行死记硬背的思维中走出来，从而提高教学效果。
教学过程是一个不断探索、总结与创新的过程，目前仍存在不足之处，比如如何能够将通信中的概念和原理讲解的深入浅出；如何能够进一步提高自己的教学能力和课堂气氛的调动能力；如何提高基础差学生的学习能力，又能够兼顾吸收较快的同学有新的学习点等。在今后的教学实践中，笔者将加强与同行交流学习，进一步完善教学内容、教学实践、教学方法、教学手段以及考核方式等，以期获得更好的教学效果。
参考文献：
[1]蒋青，于秀兰.通信原理（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2008.
[2]樊昌信等.通信原理（第6版）[M].北京：国防工业出版社，2011.
[3]白运新.现代通信原理实验教学改革初探[J].读写算（教师版）：素质教育论坛，2008，（9）.
通信原理课程设计
题 目：
设计一个2FSK系统
院（系）：
计算机与通信工程系
班 级： 通信0901班 姓 名： 唐鹏辉 学 号： 200908002127 指导教师： 邵金霞
摘要 : FSK（Frequency-shift keying）是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。
关键词: FSK 解调 调制
一、引言
最常见的是用两个频率承载二进制1和0的双频FSK系统。
技术上的FSK有两个分类，非相干和相干的FSK。在非相干的FSK，瞬时频率之间的转移是两个分立的价值观命名为马克和空间频率，分别为。在另一方面，在相干频移键控或二进制的FSK，是没有间断期在输出信号。在数字化时代，电脑通信在数据线路（电话线、网络电缆、光纤或者无线媒介）上进行传输，就是用FSK调制信号进行的，即把二进制数据转换成FSK信号传输，反过来又将接收到的FSK信号解调成二进制数据，并将其转换为用高，低电平所表示的二进制语言，这是计算机能够直接识别的语言。
二、课程设计的目的
通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink 或SystemView等工具对通信系统进行仿真。
三、课程设计内容及要求：
内容：设计一个采用2FSK的数字通信系统 要求：（1）基本工作原理
调制方法
解调方法
（2）设计系统
框图
工作原理
设定参数（码速率、仿真时间、系统抽样频率200HZ、载波频率20HZ 5HZ、高斯白噪声的方差或信噪比等）
（3）SystemView仿真或Matlab仿真
显示系统不同部分的信号波形（基带信号、已调信号、加噪信号、解调后的信号等） 要求系统中加入高斯白噪声 用眼图观察是否有码间串扰
分析基带信号和已调信号的功率谱密度 分析误码率* 注：加“*”号项为选作。四,基本工作原理
2FSK系统分调制和解调两部分。
1，调制部分：2 FSK信号的产生方法主要有两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调制器。如（a）图所示，使其能够输出两个不同的频率的码元。第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出，如（b）图所示。这两种方法产生的2FSK信号波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK信号，在相邻码源之间的相位是连续的，如（c）图所示：而开关法产生的2FSK信号，则分别由两个独立的频率源产生不同的频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的，如（d）图所示。本次设计用键控法实现2FSK信号。
(a)调频法(b)开关法
图1 FSK信号的产生方法
2.解调部分：2FSK信号的接受主要分为相干和非相干解调两类，本次采用包络检波法，其方框图如下。用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为f1和f2的高频脉冲，经过包络检波器后分别取出他们的包络。把两路输出同时送到抽样判决器进行比较，从而判决输出基带数字信号。
（a）2FSK的非相干解调方框图
（b）2FSK的相干解调法方框图
本次试验使用包络检波法，具体分析为：
设频率下F1代表数字信号1，F2代表数字信号0，则抽样判决器的判决准则： X1-X2>0
判决输入为F1信号 X1-X2<0
判决输入为F2信号
式中X1和X2分别为抽样判决时刻两个包络检波器是输出值。这里的抽样判决器，要比较X1，X2的大小，或者说把差值X1-X2与零电平比较。因此，有时称这种比较判决器的判决电平为零电平。
当FSK信号为F1时，上支路相当于接收“1”码的情况，其输出X1为正弦波加窄带高斯噪声的包络，它服从莱斯分布。而下支路相当于接收“0”码的情况，输出X2为窄带高斯噪声的包络，它服从瑞利分布。如果FSK信号为F2，上，下支路的情况正好相反，此时上
支路输出的瞬时值服从瑞利分布，下支路输出的瞬时值服从莱斯分布。无论输出的FSK信号是F1或F2，两路输出的判决准则不变，因此可以判决出FSK信号。
五，设计系统
1.总体框图
2..工作原理: 本次实验调制用开关法，而借解调包络检波法其原理见上述基本原理 3.设定参数：
1）信号源参数设置：2FSK信号中f1=5HZ ,f0=20HZ(说明：各载频设得较低，目的主要是为了降低仿真时系统的抽样率，加快仿真时间.)2）系统抽样率设置：为得到准确的仿真结果，通常仿真系统的抽样率应大于等于10倍的载频。本次仿真取200HZ.3）系统时间设置：通常设系统Start time=0。为能够清晰观察每个码元波形及MSK信号的功率谱密度，在仿真时对系统Stop time必须进行两次设置，第一次设置一般取系统Stop time=6T~8T，这时可以清楚地观察到每个码元波形；第二次设置一般取系统Stop time=200T~1000T，这时可以清楚地观察到MSK信号的功率谱密度。
六．MATLAB仿真结果 1.载波f1波形
2.载波f2波形
调
制
波
形
4.高斯噪声波形
5.经带通滤波器1滤波波形
6.经带通滤波器2滤波波形
7.未加高斯噪声的调制波形
8.加高斯噪声的调制波形
9.经1路整流后的波形
10.经2路整流后的波形
10..经低通滤波器1滤波波形
11..经低通滤波器2滤波波形
12.解调波形
13.眼图
六．个人总结
七.参考书目：
数字频带传输系统的仿真设计 二.主要内容及具体要求
a.利用所学的《通信原理及应用》的基础知识,设计一个 2ASK 数字调制器。完成对 2ASK 的调制与解调仿真电路设计,并对其仿真结果进行分析。要求理解 2ASK 信 号的产生,掌握 2ASK 信号的调制原理和实现方法并画出实现框图。
b.设计一个 2FSK 数字调制器。要求给出 2FSK 的产生原理框图(调频法、键控法、SystemView 仿真电路图、调制解调的原理框图, 给出信号的频谱图、调制前与借 条后数据波形比较覆盖图,加噪前后相关波形。
三.进度安排
5.28-5.29 图书馆查阅资料,确定选题,思考总体设计方案 熟悉软件的编程环境 推荐的参考资料有: 《 MA TLAB 通信工程仿真》
《 MA TLAB/SIMULINK通信系统建模与仿真实例分析》 《 MA TLAB 在通信系统建模中的应用》 5.30 总体设计方案的确定与设计 5.31 各部分的具体实现 6.01— 6.02 程序调试并程序注释 6.03 整理完成设计报告 四.成绩评定
总成绩由平时成绩(考勤与课堂表现、程序设计成绩和报告成绩三部分组成,各部分 比例为 30%,50%,20%.(1平时成绩:无故旷课一次,平时成绩减半;无故旷课两次平时成绩为 0分,无故 旷课三次总成绩为 0分。迟到 15分钟按旷课处理
(2设计成绩:按照实际的设计过程及最终的实现结果给出相应的成绩。(3设计报告成绩:按照提交报告的质量给出相应的成绩。备注:每人提交一份课程设计报告(打印稿和电子稿各一份 课程设计报告按照模板撰写内容,要求详细、准确、完整。第一部分 1 2ASK调制方法 1.基本原理调
频移键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不 变。在 2ASK 中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“ 0”或 “ 1”。一种常用的也是最简单的二进制振幅键控方式称为通 — 断键控(OOK , 其表达式为: =(t e O O K ⎪⎩⎪⎨ ⎧-时
发送“ 以概率 ”时 发送“
以概率 “ 01, 01, cos P P t A c ω(1-1 典型波形如图 1-1所示:
图 1-1 2ASK 信号的一般表达式为: t t s t c ASK e ωcos((2=(1-2 ∑-=n s n T a n t g t s(((1-4 时钟:T s持续时间为 T s 的基带脉冲波形,通常假设是高 度为 1,宽度等于 T s 的矩形脉冲;a n-第 N 个符号的电平取值,若取 ⎩⎨⎧-=P 10P , 1,概率为
概率为 a n 则相应的 2ASK 信号就是 OOK 信号。
2ASK/OOK信号的产生方法通常有两种:模拟调制法(相乘器法和键控法, 相应的调制器如图 1.2。图(a 就是一般的模拟幅度调制的方法, 用乘法器实现;图(吧是一种数字键控法,其中的开关电路受 s(t控制。
(a 模拟相乘法
(b数字键控法 图 1.2 2 2ASK的解调方法
与 AM 信号的解调方法一样。2ASK/OOK有两种基本的解调方法:非相干 解调(包络检波法和相干解调(同步检测法 ,相应的接收系统方框图如图 :
(a 非相干解调(包络检波(b相干解调
图 1.3 2ASK/OOK调制 框 图 3 解调模块
解调模块中, 相干解调法经过相乘器—低通—抽样判决后输出;非相干解调 经过整流—低通—抽样判决后输出。这里调制信号省略了经过带通滤波器这一环 节,影响不大。低通滤波器后面整个部分是抽样判决器。其中,抽样由同步冲激 信号与解调信号相乘实现, 信号值与开关门限值进行比较后, 若信号值较大, 则 输出 1,否则输出 0,这样就实现了判决功能。原理图如图 14所示,参数表如表 4所示。
Simulink 解调模块 2ASK的仿真1、2ASK 信号的调制仿真如图 1.4所示。
Token5输出频率为 20Hz, 幅值为 500e-3的矩形波作为调制电路输入信号, token7输出频率 80Hz, 幅值为 1V 的正弦波, Token6为乘法器,矩形波与正弦波 经乘法器相乘输出 2ASK/OOK信号。Token8、Token9为分析观察点。
图 1.4 2ASK 调制图
Token8显示波形(随机数字信号 :
Token9显示波形(2ASK 调制信号2、2ASK 信号的解调仿真
Token0, Token2,Token9,Token17,Token18 组 成 2ASK 调 制 电 路
Token10,Token11,Token12,Token13,Token14,Token15组成 2ASK 相干解调电路，Token10、13为抽样判决器;Token11、17为相乘器;Token10、13为抽样判决 器;Token7为逻辑缓冲器;Token18, 19,20为分析观察点.2ASK 调制信号波形 Token18:
输入随机数字序列:
2ASK 相干解调输出波形:
相干解调法输出波形, 可见与上面的基本相同, 相比于调制信号在时间上有一定延迟, 但基 本上是相同的。
参考文献
[1] 樊昌信,曹丽娜.通信原理(第 6版.国防工业出版社, 2007 [2] 王力宁.MATLAB 与通信仿真.人民邮电出版社, 1999 [3] 陈亚勇等.MATLAB 信号处理详解.人民邮电出版社, 2001 第二部分 1 2FSK调制方法 1.基本原理调
频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息,而其振幅保持不变。在 2FSK 中,载波的频率随二进制基带信号在 f 1 和 f 2 两个频率点之间变化。其表 达式为: =(2t e FSK ⎪⎩
⎪⎨⎧++时 发送“ ”时 发送“ ” 0, cos(1, cos 21(ϕωϕωn n t A t A(2-1
: 图 2.1 2FSK信号时间波形
由图可见, 2FSK 信号的波形(a 可以分解为波形(b 和波形(c , 也就是 说, 一个 2FSK 信号可以看成是两个不同载频的 2ASK 信号的叠加。因此, 2FSK 信号的时域表达式也可写成:
式中:g(t 为单个矩形脉冲,宽度等于 Ts ⎩
⎨⎧-=P P a n 10, 1, 概 率 为 概 率 为 n 是 a n 的反码。2FSK信号的解调方法
2FSK 信号的产生方法通常有两种:模拟调制法(相乘器法和键控法,相 应的调制器如图 2.2。图(a 就是一般的模拟幅度调制的方法,用乘法器实现;图(b 是一种数字键控法,其中的开关电路受 s(t控制。
(b 数字键控法 图 2.2 2FSK 调制 框 图
2FSK 信号有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法 和相干解调(同步检测法 ,相应的接收系统方框图如图 :
(a 非相干解调(包络检波
(b 相干解调(同步检测 图 2.3 2FSK信号的接收系统组成方框图 下图为 2FSK 信号非相干解调过程的时间波形:
图 2.4 2FSK信号非相干解调过程的时间波形 3 2FSK 信号调制电路设计(1 2FSK 的调制部分
打开 simulink 工具箱,点击 file 图标,选择新建中的 model ,新建一个仿真 空白模型,将 2FSK 信号调至所需要的模块拖入空白模型中,也可点击鼠标左键 单击 “add to untitled”。
下图中 Pulse Generator 模块为正弦基带信号模块, Sine wave1, Sine wave2为频率为 f1和 f2载波模块, Product 为乘法器模块, Scope 为示波器模块, NOT 为反相器模块, Power Spectral是功率谱模块, To File为封装模块,目的是方便 调用调制部分。2FSK 信号是由频率分别为 Sine wave1和 Sine wave2的两个载波 对信号源进行频率上的控制而形成的,其中 Sine wave1和 Sine wave2是两个频 率有明显差别的且都远大于信号源频率的载波信号。调制模型图如下图所示:
2FSK 信号调制部分的 simulink 模型方框图(2 2FSK 的调制部分参数设置
载波 sin wave1的参数设置
其中 f1幅度为 2;频率 3HZ;采样时间为 0.002的信号。
载波 sin wave2的参数设置
其中 f1幅度为 2;频率 2HZ;采样时间为 0.002的信号。
本信号源 s(t序列是用随机的 0 1信号产生,在此为了方便仿真就选择了基 于采样的 Pulse Generator信号模块其参数设置如下:
基带信号 Pulse Generator信号模块参数设置
其中方波是幅度为 1,周期为 3,占 1比为 1/3的基于采样的信号。(3 2FSK 的调制部分仿真以及功率谱分析
经过以上参数的设置后就可以进行系统的仿真,其各点的时间波形如下:
2FSK 调制波形图 加入高斯噪声的 2FSK 非相干解调
高斯噪声是指它的概率密度函数服从高斯分布(即正态分布的一类 噪声。在理想信道调制与解调的基础上, 在调制信号上加入高斯噪声, 把 Simulink 噪声源下的高斯噪声模块(Gaussian Noise Generator加入到模型中。噪声参数 设置、模型与波形图如下:
图 3-19 2FSK加入高斯噪声模型
图 3-20 高斯躁声 Variance 参数设置为 1
原理想信道下的 2FSK 解调图
方差为 1时候的高斯躁声下的 2FSK 解调图
如图所示,图 3-19为理想信道解调波形,均为加入高斯噪声的波形,可通 过修改参数表中的方差来改变加入噪声的大小,把噪声的方差设为 1,与理想信 道的输出波形相比较可以看出, 波形均出现不同程度的失真, 当方差为 1的时候 比较接近原理想信道下的波形图不同的噪声使信号发生失真的参数各不相同。在 现实生活中, 无处不存在着噪声, 因此研究如何减小噪声对信道的影响有着重大 意义。2FSK的仿真1、2FSK 信号调制图如图 3.1所示
图 3.1 2FSK 调制图
Token8为随机数字信号, F=30Hz,A=500e-3,Token9为延迟, Token7,12为载波信 号, 频率和幅度分别为:75Hz,1V;150Hz,1V , Token10,13,14,15为观测点, 且 Token 14输出为 2FSK 调制信号;Token10输出:
Token13输出:
Token15:
2FSK 调制信号(Token14输出
2.2FSK 信号解调的仿真
如图 3.1为 2FSK 信号的非相干解调电路,输入随机数字信号频率为 10Hz, 载波 分 别 为 90Hz 和 120Hz,Token0,1,3,15,20,32组 成 2FSK 调 制 电 路 , Token4,5,24,25,12,27,28,29,14,10组成 2FSK 信号非相干解调电路。
Token4为加法器, Token24,27带通滤波器, 25, 28为全流整波器, 12, 29为低通滤波器, 14为抽样判决器, 10和 32为观测分析点。
Token32: 2FSK 非相干解调输出： 上图为非相干解调法得到的输出波形，可见其与输入波形出入不大。
参考文献.《通信原理》樊昌信 曹丽娜 国防工业出版社 2.《现代通信系统分析与仿真——matlab 通信工具箱》李建新 刘乃安 西安电子科技大学出版社 3.《数字信号处理教程——matlab 释义与实现》陈怀琛 电子工业出版社 4.《现代通信系统——使用 matlab》约翰-G-普罗克斯 西安交通大学出版社 5.《MATLAB 通信工程仿真》张德丰 机械工业出版社 实验心得 通过实验，基本掌握了SystemView的基本功能和使用方法，对数字基带传输系统 有了一定的了解，加深了对2ASK和2FSK信号的调制原理的认识，理解了如何对他 们进行解调，掌握了2ASK信号相干解调法和2FSK非相干解调法，通过使用System View仿真，对个调制和解调电路中各元件的特性有了较为全面的理解。对于 2ASK 信号，由调制时通过仿真所
课程名称：通信原理（Principle of Communication）总学时数：64学时 学
分：4学分 课程类别：必修
先修课程：信号与系统、通信电子线路等 教
材：《通信原理》，国防工业出版社，樊昌信等编著 参考书目：曹志刚等编著，《现代通信原理》，清华大学出版社，1992年出版
周炯磐等编著，《通信原理》，北京邮电大学出版社，2002年出版 《课程内容简介》：通信原理是通信工程专业一门主干专业基础课，主要内容包括模拟通信和数字通信，侧重数字通信。大致可分为三个部分：通信基础知识和模拟通信原理；数字通信、模拟信号数字化和数字信号最佳接收理论；数字通信中的编码和同步等技术。
一、课程性质、目的和要求
本课程是通信工程专业的一门主干专业基础课，主要讲述通信系统的组成，各种调制和解调的原理、方法及性能指标的计算，要求学生通过本课程的学习，掌握通信系统的分类及各部分的原理、性能分析、噪声对系统的影响。
通过本课程的学习，使学生达到如下要求：
1、熟练掌握数字信息传输的基本概念、基本分析方法。
2、了解信息理论基础知识、信道传输概念。
3、熟练掌握数字基带传输，频带传输的工作原理，频带传输系统的组成、传输波形及频谱。基带传输中码间串扰问题及解决方法。
4、了解数字通信系统的同步方式。
5、掌握数字传输中的差错控制的基本思想及常用方法。
6、了解正交编码及伪随机序列的原理及应用。
7、对数字传输系统有一个清晰的认识。
二、教学内容、要点和课时安排
《通信原理》授课课时分配表
01．绪论 4
02．随机信号分析 8 03．信道 6
04．模拟调制系统 6 05．数字基带传输系统 8
06．数字调制系统 8
07．模拟信号的数字传输 6
08．数字信号的最佳接收 6 09．差错控制编码 4
10．正交编码与伪随机序列 4 11．同步原理 4
本课程的教学内容共分11章。
第一章：绪论
主要内容是：通信系统组成；通信系统的分类及通信方式；信息及其量度；主要性能指标。
重点、难点：通信系统组成；信息及其量度；
第二章：随机信号分析
主要内容是：随机过程的一般表述；平稳随机过程；平稳随机过程的相关函数与功率谱密度；高斯过程；窄带随机过程；正弦波加窄带高斯过程；随机过程通过线性系统。
重点、难点：平稳随机过程；正弦波加窄带高斯过程；随机过程通过线性系统。
第三章：信道
主要内容是：信道定义；信道模型；恒参信道及其对信号传输的影响；随参信道及其对信号传输的影响；随参信道特性的改善（分集接收）；加性噪声；信道容量的概念。
重点、难点：信道模型；加性噪声；信道容量。
第四章：模拟调制系统
主要内容是：幅度调制（线性调制）的原理及抗噪声性能；非线性调制（角度调制）的原理与抗噪声性能；各种模拟调制系统的比较；频分复用（FDM）；复合调制及多级调制的概念。
重点、难点：幅度调制的原理及抗噪声性能；非线性调制的原理与抗噪声性能；各种模拟调制系统的比较。
第五章：数字基带传输系统
主要内容是：数字基带信号及其频谱特性；基带传输的常用码型；基带脉冲传输与码间干扰；无码间干扰的基带传输特性；部分响应系统；无码间干扰的基带系统的抗噪声性能；眼图；时域均衡。
重点、难点：基带传输的常用码型；无码间干扰的基带传输特性；部分响应系统；无码间干扰的基带系统的抗噪声性能。
第六章：数字调制系统
主要内容是：二进制数字调制原理；二进制数字调制系统的抗噪声性能；二进制数字调制系统的性能比较；多进制的数字调制；改进的数字调制方式。
重点、难点：二进制数字调制原理及抗噪声性能。
第七章：模拟信号的数字传输
主要内容是：抽样定理；脉冲振幅调制；模拟信号的量化；脉冲编码调制；差分脉冲编码调制；增量调制；DPCM系统的量化噪声；时分复用和多路数字电话系统。
重点、难点：抽样定理；脉冲编码调制。
第八章：数字信号的最佳接收
主要内容是：数字信号接收的统计表述；最佳接收准则；确知信号最佳接收；随相信号的最佳接收；起伏信号的最佳接收；普通接收机与最佳接收机的性能比较；匹配滤波器的实现；最佳基带传输系统。
重点、难点：最佳接收准则；普通接收机与最佳接收机的性能比较；匹配滤波器的实现。
第九章：差错控制编码
主要内容是：纠错编码的基本原理；常用的简单编码；线性分组码；循环码；卷积码；网格编码调制。
重点、难点：线性分组码；循环码。
第十章：正交编码与伪随机序列
主要内容是：正交编码；伪随机序列；伪随机序列的应用。
重点、难点：伪随机序列。
第十一章：同步原理
主要内容是：载波同步方法；载波同步系统的性能；载波相位误差和对解调性能的影响；位同步方法、性能；群同步；扩展频谱系统同步。
重点、难点：载波同步方法；位同步方法；群同步方法。
三、教学方法
本课程是一门理论性强，涉及知识面较广的课程。为了使学生便于理解讲课内容，采用教师讲授为主，辅助多媒体教学，并结合学生的大量练习与实践练习的教学方法。
四、成绩考核方式
关键词：通信原理,教学改革,学习兴趣,实践
一、引言
《通信原理》课程是本校应用型电子信息科学技术专业的主干基础课, 同时也是高校电子信息类专业硕士研究生入学考试的必考科目之一。由于该课程理论性较强, 概念抽象, 数学推导多, 涉及知识面较广, 且它的先修课程《信号与系统》也具有类似特点, 使得学生普遍认为这门课太难学, 甚至会有恐惧心理, 造成中间掉队的学生不在少数。如何激发学生的学习兴趣和主动性, 如何取得更好的教学效果, 一直都是我们不断探索的问题。本文结合徐州工程学院的具体情况提出几点《通信原理》课程改革方案。
二、课堂教学方面的改革
1. 教学内容方面
首先, 在教材选用上, 推荐选用樊昌信主编的《通信原理》 (第六版) , 本书在前期教材的基础上进行不断优化, 整体阐述的教学内容体系完整, 组织合理, 非常适合电子信息类专业本科生进行学习。本校《通信原理》课程的理论课时是48学时, 在有限时间内对选定教材进行全面讲解是不可能的, 我们只能有针对性的选定内容来合理安排学时。内容全面的教材好处在于不能在课堂讲解的部分学生可以自己课余时间消化, 并根据自己的兴趣和需求有选择性地翻阅。
其次, 从通信原理的课程主要内容看, 共包括两大块:模拟通信和数字通信两个部分。在实际的授课中, 本课程围绕的主要知识结构体系是通信原理概述、模拟通信系统、数字通信系统、差错控制编码, 其中一条教学主线是有效性和可靠性, 所有的问题都是围绕这一对对立又统一的两个指标来衡量的。数字通信系统是发展主流, 应突出数字通信为主题和核心内容, 且作为重点教学, 模拟通信部分的内容可以只介绍最核心的部分, 方便学生自学即可, 不能占据太多学时。综上课程教学重点放在数字基带系统、数字调制系统、模拟信号转换成数字信号传输、差错控制编码, 在授课中应把基础理论讲解透彻, 使得学生能尽快的入门。
此外, 在原有内容基础上适当增加时下流行通信系统的介绍, 使学生对现代通信有一个系统的了解, 并结合现有通信行业发展前沿, 举例介绍基本理论在实际中的应用, 例如3G及4G移动通信的发展及应用, 使学生及时了解目前先进通信发展的现状。对于一些专题性较强且与当前发展紧密结合的内容可以考虑开设专题讲座, 使得学生能有全面的认识, 增强学习兴趣。
2. 教学方法手段方面
第一、合理使用多媒体教学。多媒体教学具有直观, 效率高等优点, 在现代教学中普遍用到, 但这就要求所使用的课件必须思路清晰, 演示效果好, 不能出现大段的文字否则容易让学生视觉疲劳, 同时也不能过于花哨而分散学生注意力。为此, 我们在与其他学校交流学习的基础上不断修改完善课件, 对于复杂的系统演变过程尽量使用FLASH动画来展示, 从而帮助学生的理解并引起学生的听课兴趣。当然, 多媒体的教学演示时间较短, 无法起到突出重点的效果, 在通信原理的理论学习往往有大量复杂的数学推导, 对于这部分重点、难点我们还得利用板书详细讲解, 如无码间串扰的基带传输系统的判别法则、A律13折线编码方法等, 这些内容都属于比较难以理解的原理性知识, 需要课上板书举例列写详细分析过程, 辅以课外作业的认真完成, 才能让学生掌握解题方法。
第二、基本概念和理论的合理讲解。在课堂教学中应当重视学生对基本概念、基本理论的掌握, 针对一些贯穿整个课程的概念如码元传输速率、信号噪声平均功率之比、基带输出信号的带宽、相对码与绝对码关系, 这些概念容易引起理解偏差, 应重点讲述。另外通信原理抽象的理论概念较多, 在讲述这些概念时尽量使用通俗易懂的实例, 把抽象的概念日常化, 比如多路复用系统, 我们可以比拟成实际的马路, 每一条信道代表每个车道。又如差错控制编码中的信码和监督码的区别, 可以比拟成幼儿园小朋友过马路, 信码是小朋友, 监督码是老师, 老师越多则小朋友越安全。这样的比喻可以让学生能更好的接受, 要求教师展开发散思维。
第三、理论知识实践化。本课程理论性和实践性强, 但学生不会将理论知识运用于实践, 充分利用MATLAB及simulink仿真应用于课堂教学中, 使得学生初步学会理论运用于实践的方法。通过调用MATLAB中的库函数或者输入简单的几条命令便可实现一些理论原理的验证与演示, 加强学生对抽象概念的理解与感性认识。利用Simulink结合通信模块库构建实验系统模型, 能够使学生对通信原理建立模块化的通信思维方式。仿真效果图可以让学生看到系统具体的输出结果, 并且可以随时更改参数, 教学效果比较灵活。
三、实验实践教学方面的改革
1. 实验教学环节
《通信原理》实验教学方面我们之前一直采用教学实验仪器厂商提供的实验箱, 这些实验设备提供的实验极其有限并且几乎全是验证性项目, 学生只需要按照实验步骤连好线再观察示波器的输出波形即可。学生对这类实验项目感觉不到挑战性, 并且这对于培养学生的动手能力、设计能力和创新能力作用很小。为了达到该课程的培养目标, 我们对实验教学进行了改革, 将实验分为验证性、综合性项目, 比例初步设置为3:1。对于验证性实验项目, 尽量安排在相应理论课结束马上进行, 并着重学生对实验结果的解释和理解, 比如PAM、PCM、2ASK、2PSK以及2DPSK等。综合性的实验是要求学生使用System View或Matlab仿真平台, 设计一个并不复杂却比较完整的通信系统, 并能够对其性能进行分析, 比如设计数字基带通信系统或者直接扩频通信系统。综合性的实验项目考察了学生对于通信系统整体的理解, 包括发送、信道、接收各个环节, 对学生的要求比较高。
2. 实践教学环节
为了激发学生的学习兴趣并且为具有科研基础的同学提供平台, 我们依托学校的支持积极组织学生参加各种实践活动, 如大学生创新训练计划项目、全国电子设计大赛等。对于对科研有兴趣并且有一定基础的学生, 我们引导其进行科研开发和学习, 比如将其设计的系统利用FPGA实现或进行产品开发等。专业实验室还可以提供器件上的支持, 且对学生开放。通过实践能力的培养, 不仅提高了学生的设计和创新能力, 也为其就业拓宽了选择余地。
四、注重课程间的相互联系, 形成统一的知识链条
根据本校的培养方案, 通信原理在电子信息专业课体系中起着承上启下的作用, 它的先修课程是电路、信号与系统, 同时作为高频电子电路、现代无线通信技术等的先修课。学生在学习通信原理的时候, 一定要随时查阅积分变换、复变函数、概率论、电路、信号与系统等课本, 学生对基础知识掌握不牢固就会带来学习的困难。假如孤立地学习知识, 不会触类旁通地将这个知识引申至别的知识当中去, 对知识没有一个完整的体系结构, 对于以后的学习和发展必定会造成一定的障碍。所以相关的教师不能各自为政, 而是要在授课过程中有意识地衔接各门课之间的联系, 并加以引导, 促成知识链的形成。同时教研室要发挥其应有的作用, 开展教研活动, 对重复的教学内容进行探讨和交流, 统一协调, 突出课程特色。我们将信号与系统、数字信号处理、高频电子线路、通信原理、现代无线通信技术进行有机整合, 如作为预备知识的随机信号处理部分在通信原理课程讲解, 信号与系统课程不讲, 因为本校的这两门课是同时在第五学期开设, 这种处理可行。而信号与系统的离散信号处理则改由数字信号处理完成, 避免了重复。
五、教学途径和考核方式的灵活运用。
随着互联网的快速发展, 现代教学途径已经不仅仅局限在课堂上, 而是通过网络延伸到了课余时间。我们已建立通信原理课程网站, 把一部分教学文件上传, 学生可以利用网络资源自主学习, 还可以下载试题来检测自己掌握知识的程度。在网上可以给教师留言和提问, 教师也可以在网上布置作业, 并和学生们一起讨论感兴趣的知识点, 真正做到了网上教学。
关于课程考核方式, 我们把考核要求设置为:平时成绩30%+考试成绩70%。其中平时成绩的组成为:出勤作业10%+实验考核20%。其中实验比重得到了大幅度提升, 这体现了实验环节在本课程中的重要性。实验考核在平时的每次实验过程中进行, 由实验员辅助教师共同打分, 这样可以大大提升学生做实验的自觉性。下一步我们要研发智能组卷系统, 完成后学生可以在网上模拟考试, 从而能刺激学生的学习积极性。
我们都知道教育理论中“一桶水”和“一碗水”的生动比喻, 教师必须不断加强学习, 提高自身专业能力才能从本质上提高教学质量。以上所提几点改革方案, 已经在教学中执行, 对激发学生听课兴趣, 提高学生动手能力等方面有一定的效果, 但是实际教学中碰到的问题还有很多, 我们会在以后的工作中进一步完善。并继续研究更适合本校应用型本科特色的改革方案。要做到这一点首先要求教师自己的专业能力达到一定高度。
参考文献
[1]黄葆华, 魏以民等.SystemView仿真在通信原理课堂教学中的应用[J].中国电力教育, 2012, (35) :50-52.
[2]闫艳霞, 姜利英.“通信原理”实验体系的改革与探索[J].中国电力教育, 2014, (2) :160-161.
[3]刘丽, 郑秀萍等.《通信原理》课程的数字化教学改革探析[J].课程教育研究, 2014, (2) :250-251.
[4]张鸣, 李白萍等.《通信原理》多维教学的探索实践[J].武汉大学学报 (理学版) , 2012, (10) :92-94.
[5]李丽.《通信系统原理实验》课程的教学改革与探索[J].教育教学论坛, 2014, (6) :201-202.
一通信原理课程的特点及教学现状
通信原理课程理论性较强，涉及的内容较多。教学过程中常常要从时域和频域两方面进行大量繁琐的数学推导，这就让不少理论功底和数学基础较差的学生望而却步。除此之外，该课程系统性较强，概念抽象，强调对通信系统模块级、系统级的学习，因此往往会导致学生在学习过程中感到“难、多、乱”。
南京理工大学紫金学院是最早经教育部批准的独立学院之一，其母体学校是南京理工大学。在通信原理课程的教学过程中一直沿用着母体学校南京理工大学的教学大纲、教学内容和教材。而独立学院的学生的特点是基础薄弱，自我约束能力较差。与一本学生不同的是，他们对繁琐的数学推导和分析并不敢兴趣，甚至望而生畏。因此沿用母体学校的一套教学方法是不能够适应独立学院学生特点和教学要求，我们有必要因材施教，探索真正适合独立学院要求和学生特点的教学改革措施
二通信原理课程的教学改革
针对目前在教学过程中存在的问题，结合应用型人才培养目标，以夯实基础、注重应用、实出能力为目的，根据两年来的教学实践，提出以下教学改革具体措施。
1明确教学目标，修订教学大纲
首先在保证与母体学校不完全脱离的前提下，结合本院人才培养目标和学生实际情况，明确独立学院教学目标是培养学生实际应用能力，在此目标下重新修订通信原理教学大纲，将原大纲中内容较深，难度较大的部分删掉，比如同步原理部分；增加确知信号等基础理论部分内容的讲解，夯实学生的理论基础，注重实际应用。
2精心选择教材，优化教学内容
通信原理课程的教材一直选用樊昌信教授主编的《通信原理》第六版，该书包含的内容比较全面，涉及的公式推导较多，但对于本三学生而言，注重的是实际应用，过多的理论内容和繁琐的公式推导并不适合。因此，综合各方面因素考虑我们选择了樊昌信主编的《通信原理（第六版）精编本》作为教材。一方面，该教材对《通信原理》第六版的内容进行了调整，简化公式推导，比较适合本三学生。
通信原理课程理论教学只有48学时，因而对教学内容进行合理筛选，做到详略得当尤其重要。在内容选取上我们着眼于加强基本概念的讲解；尽可能多地介绍软件实现方法；减少过时的通信技术，增加新兴通信技术原理的介绍，同时穿插3G和LTE相关技术；结合实际应用，强化数字通信系统；精简重复内容，比如模拟调制、调频和调相原理相关内容在高频电子线路课程已经讲过，这部分教学内容可以只做简单介绍，这样一来可以做到重点突出，内容与时俱进，提高学生学习兴趣。
3改进教学方法，加强实践教学
结合应用型人才培养目标，在教学中明确对理论知识的要求是扎实、够用，而不是宽厚，也不是肤浅；在培养学生实践能力上，注重应用能力，而不是技术能力。教学过程中，对原理、公式推导的思路予以阐述，在增强数学分析严谨性的同时适当简化数学推导；注重所得结论的物理概念和物理意义的理解；培养学生用模型的观点、系统的观点、工程的观点分析和解决问题。通过增加课外练习，加强对基本理论和分析方法的理解和应用，提高考试的通过率。
加强实践教学环节。我们通过开设通信系统仿真和通信原理综合实验，采取仿真实验和硬件箱实验相结合的方式，加深对理论知识的理解，增强学生的动手能力。学生可以通过SystemView仿真软件进行实验设计和仿真，仿真之后通过实验箱完成验证性实验，两者有机结合有利于加深理解，提高学生实际动手和应用能力。
总之，通信原理是通信专业的主干课程，对后续课程影响深远。根据两年来的通信原理教学实践，针对目前教学过程中暴露出来的问题，提出以上教学改革措施来激发学生主动学习的热情，充分突出学生的主体作用，发挥教师的主导作用，提高教学质量。希望通过教学改革使学生达到通信工程理论知识够用、实用通信技术应知应会，常用通信开发工具入门会用的效果。
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]樊昌信，曹丽娜.通信原理（第6版）精编本[M].北京：国防工业出版社，2011.
[3]谭永明，余成，王善进.通信原理课程教学改革探索[J].东莞理工学院学报，2007，14（2）：44.
[4]蒋霞，周保平，姚娜“.通信原理”课程教学改革研究的探讨[J].中国电力教育，2011，35：137-138.
2.1 分层次教学内容探索
将教学内容划分为基础概念、重点知识和扩展阅读三个层次，并划分难点内容。其中基础概念和重点知识都是一些基本概念、基本原理和基本分析方法等，故而要求所有学生必须掌握，也是考察的重点，在授课过程中，教师要对重点知识详细讲解，反复强调，包括公式推导，物理意义等;而扩展阅读则往往都是一些结合实际通信系统的应用案例分析等，以便让学有余力的学生进一步学习。当然，对于难点要有针对性地进行更为细致的讲解。另外，对于一些相近的知识点，可以让学生对比学习，进行分组自主讨论学习，没有必要在课堂教学上面面俱到。
2.2 现代化教学手段和传统教学手段的结合
通信原理课程基本原理多、公式推导复杂、流程图原理分析图也很多，使用传统的板书讲授费时费力效果还不好，很多复杂公式的推导、原理分析都很慢，不够清晰明了，所以采用多媒体教学和板书结合的方式，节省了时间，处理了内容多与学时少的矛盾，并且两种方法还可以优势互补。教学论文在课堂教学中使用现代化的教学手段，通过文字、声音、图形、图像和动画等多种媒体对通信原理内容进行有机的整合和生动的表达，给教学注入生动翔实的内容和丰富的信息量，并用板书辅助讲解，帮助学生理解，使讲述内容更连贯。不但增强了课堂教学内容的生动性与形象性，而且增强了教学过程中的互动性，有利于知识的获取与保持。
2.3 引用Matlab/Simulink仿真软件到理论课堂中
在数字通信原理的课堂教学过程中，只利用课本中的相关公式和方框图，对学生来说，缺乏可视化的直观表现，学生难以理解，严重影响和制约了课程的教学效果。引用Matlab/Simulink仿真软件到课堂中，可简化计算过程，把计算结果以图的形式形象地显示出来，让学生直观地观察各种调制解调信号波形、频谱等，同时仿真软件中的Simulink仿真工具可以仿真许多通信系统，通过改变某些参数来观察通信系统的性能，增强学生的感性认识，加深学生对知识的理解，给学生清晰的学习思路，从而可以获得比较好的`教学效果。
2.4 实验环节的完善
在课程的实验教学和课程设计环节中大力发挥Matlab软件的强大功能，可从三个方面设计数字通信原理实验和课程设计的项目：①M文件编程仿真;②Simulink动态系统仿真;③GUI(图形用户界面)演示系统设计。
学生在学习过程中可以根据所学内容自行设计实验方案，通过对知识点的仿真分析，使学生更专注于问题的解决方法，而不是无意义的大量重复劳动，培养了学生的自主编程能力和创新能力。
2.5 注重培养学生的信息素养
信息素养是思维能力、问题解决能力、决策能力和合作能力的基础。拥有良好的信息素养就等于拥有了创新的催化剂。它反映了人们在网络时代中的一种数字化生存能力。数字通信原理课程的教学对象大都是电子信息类专业的学生。这些学生在将来的职业岗位上要接收和处理大量的技术信息，要适应未来数字信息化社会的急剧变化。教师在课堂中要积极培养学生收集信息、处理信息、独立思考和解决新问题的能力。例如在讲解通信领域时分复用技术时，教师可以要求学生课后了解复用技术的最新科研动态，并在下次课让学生提出自己的认识和见解。这样既可以培养学生处理信息的能力，又可以为学生将来深入研究、创新专业技术打下一定的理论基础。
2.6 前沿通信技术相关知识与教学内容相融合
由于电子信息技术发展很快，数字通信原理课程的教材很难跟上科学技术的步伐。而学生要具有创新意识，就必须有大量的知识积累。教师在课堂教学中可以将与学生专业有关的前沿通信技术相关知识渗透到教学内容中去。例如在讲解模拟调制系统抗噪声性能时，教师可以简要介绍最新的基于小波理论的信号降噪方法。这样既可以让学生了解最新的学科知识，又丰富了学生后续课程所需的专业知识。
3 结束语
总之，《数字通信原理》是通信专业的主干课程，对后续课程影响深远。通过研究与实践，对《数字通信原理》课程的教学内容进行层次划分，加强教学方法和教学手段的改革，构建科学合理的数字通信原理课程体系，同时把现代化教学手段和传统教学手段相结合、将Matlab/Simulink仿真软件引入到理论教学中，完善实验环节，并将前沿通信技术相关知识与教学内容相融合，注重提高学生的信息素养，激发了学生主动学习的热情，充分突出学生的主体作用，发挥教师的主导作用，提高了教学质量。但在实际教学过程中碰到的问题还很多，这些问题的解决有待在《数字通信原理》课程教学改革实践中不断完善。
【参考文献】
[1]罗涛，桑林，杨鸿文。“通信原理”国际化教学方法探索[J].电气电子教学学报， ,35(1)。
[2]安静，康琦，汪镭，吴启迪。面向卓越工程师培养的“通信原理”教学改革与实践[J].,30(11)。
关键词：工作任务；职业能力；项目课程开发
中图分类号：G710文献标识码：A文章编号：1005-1422（2016）05-0089-02
“移动通信终端设备的原理与维修”课程是我校通信技术专业课程体系中的一门专业核心课程、必修课程，要求学生对移动通信终端设备的基本概念、基本工作原理和典型设备的电路组成有较全面的了解，为进一步学习移动通信终端设备维修技能打下基础，培养学生成为能够在移动通信终端设备生产、销售、服务和管理第一线工作的高素质复合技能型人才。近代移动通信技术飞速发展，课程的内容也随着通信技术和移动通信终端设备发展而调整，课程模式及教学方法则适应职业教育的特点及教学改革的深入而更新，经历了从学科课程到项目课程的变化。
所谓项目课程，指的是以工作任务为课程设置与内容选择的参照点，以项目为单位组织内容并以项目活动为主要学习方式的课程模式。其课程内容组织并非围绕一个个工作任务来进行，而是围绕一个个精心选择的典型产品或服务来进行，严格地说是围绕基于典型产品或服务的活动来进行的。
项目课程的开发主要包括以下几个方面：定位专业面向的岗位、分析岗位的工作任务、定义任务的职业能力、编制专业教学标准、编制专业课程标准、设计项目教学方案、开发项目课程教学资源。下面以“移动通信终端设备的原理与维修”课程为例，阐述项目课程开发的步骤和方法。
一、定位通信技术专业面向的岗位
通过我校对通信企业、企业管理人员及技术人员（重点是人力资源部的负责人及技术部的一线人员）、往届及应届毕业生进行座谈、访谈、岗位观摩、问卷调查等方面展开调研，深入了解学生的就业企业、工作岗位、岗位能力要求等。通过调研，确定通信技术专业毕业生主要岗位为通信产品生产、组装、调试、检验；工程施工；通信产品营销；通信产品客户服务；手机维修；智能手机系统操作平台的应用、开发等。通信技术专业部分岗位分析如表1所示。
二、分析岗位的工作任务
通过邀请行业企业专家和课程专家，根据培养目标的工作岗位进行工作任务分析，确定职业能力标准。部分岗位工作任务和职业能力分析如表2所示。
三、项目课程开发
1.课程内容分析与课程标准制定
邀请课程专家、行业企业专家与通信技术专业教师一起，对上述专业核心课程进行课程内容分析，根据岗位任务能力分析和专业课程要求，确定“移动通信终端设备的原理与维修”课程结构和基本内容。在确定课程基本内容之后，完成课程标准的制定。
（1）课程内容的选取
基于移动通信终端设备维修企业真实工作，以智能手机的维修服务作为典型工作任务选取课程内容。课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕学习任务完成的需要来进行。
课程内容分为四个项目，四个项目均以具体化的工作任务为载体，项目之间采用相对独立、由浅入深、依次递进的结构形式，从简单到复杂的手机维修服务为主线展开，项目内容的编排和组织是以企业需求、学生的认知规律为依据进行确定的，力求使学生在学习过程中实现知识迁移、专业能力迁移和关键能力迁移。项目一是“认识手机维修行业人员行业规范”，项目二是“移动通信终端设备（手机）的性能检测”，项目三是“移动通信终端设备（手机）的快速检修”，项目四是“移动通信终端设备（手机）的主板维修”。每个项目又包含若干个学习任务，每个学习任务的完成包括领取任务、收集信息、制定计划、实施、评估和反馈这一完整工作过程，强调对学习过程的思考、反馈和分析，突出培养学生解决实际问题的能力，能明显地体现出学生个人工作过程的完整性（包括思维及行动）。
（2）编制课程标准
在确立了详细的课程内容后，从课程性质、设计思路、课程目标、课程主要内容与要求、实施建议（包括教材编写建议、教学方法建议、教学评价建议、课程资源开发和利用建议）等多方面编制完整的课程标准。课程标准中课程目标如表3所示。
2.编制项目教学方案
“移动通信终端设备的原理与维修”课程内容分为四个项目，每个项目又包含若干个具体学习任务，共有15个学习任务。 “移动通信终端设备的原理与维修”课程的主要内容与要求详见表4。其中：学习任务1之“认识前台服务规范”是认识行业规范；学习任务6之“手机拆机”和学习任务7之“手机的快速修理”是按行业规范拆卸与安装各种类型手机；学习任务7之“手机的快速修理”采用了手机维修行业的新方法——模块化维修；学习任务15之“4G手机常见故障检修”都是手机维修的新知识。
四、开发项目课程教学资源
项目课程作为一种以实践为核心的课程模式，其实施需要丰富的教学资源做支持，多媒体技术带来了课堂的再次革命。“移动通信终端设备的原理与维修”课程组教师开发的教学资源有：教材、配套学材、多媒体课件、课程教学设计、课程实施方案、技能点录像、示范课录像、练习考核题库、微课资源等。
五、结语
项目课程的开发是一个系统的工程，需要学校、教师、企业的共同参与。课程开发也是一项创造性非常强的工作，要求教师投入大量的智力和精力。
参考文献：
徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海：华东师范大学出版社，2009.
【FDMA通信原理课程设计】推荐阅读：
通信原理课程教学探究05-27
数据通信原理课程标准11-04
通信原理考试总结06-01
数字通信原理试题10-25
简述CSMACD通信原理05-25
网络通信原理教案05-29
南京邮电大学通信原理06-15
通信原理课后作业答案07-21
网络通信原理论文09-16
通信原理授课计划10-01
