通信原理教学精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇通信原理教学，期待它们能激发您的灵感。

篇1

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

篇2

关键词 通信原理；课堂教学；实验教学；Matlab

中图分类号：G434 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）24-0101-04

通信原理是通信工程、网络工程、电子工程等信息类专业的专业必修课，以高等数学、概率论与统计学、线性代数及复变函数为数学基础，涉及电路分析、信号与系统、随机信号分析等专业基础课的理论基础。因此，通信原理课程具有理论性强、直观性差、课堂教学中具有大量公式推导的特点。教学模式以多媒体教学为主、黑板板书为辅，教学效果较差，趣味性不强。学生反映教学内容难度大，内容抽象，不易理解，直观性差。将仿真软件融入课堂教学，使得实际中的公式推导过程，理论分析直观性强，易于理解和接受。同时把计算的结果以仿真图形的方式输出，很容易使学生直观地得到结果并且理解原理。而且，在对通信系统仿真时，通过仿真软件对各种参数的修改一目了然，使得学生更好地理解系统原理，提高教学的有效性，获得较好的课堂效果[1]。

Matlab是Math Works公司推出的一套高性能的数值计算和可视化的科学工程计算软件[2]，支持解释型语言输入，编程实现简单，具有丰富的数学函数功能支持。同时，Matlab软件中的部件Simulink甚至可以采用图形输入的方式来搭构所研究的系统。教师可以利用Matlab中的函数、模块及直观简单的图形界面，把难以理解的通信理论、系统构成、信号波形的转换通过课堂的多媒体设备直接展示给学生，不但使学生加深对理论知识的理解，而且增强了学生的感性认识，激发学生的学习兴趣，提高课堂讲授的效率。

1 课堂教学中采用Matlab

判断段落码的方法为先对信号的电压值进行归一化处理，然后将归一化的电压值转化为量化电平值，最后根据电平值所处的位置判断其所在的段落位置。最后判断出所在的段落码后，再进行段内码的编写。段内码为4位码，首先根据判断出的段落码确定这一段落内的单位码值，根据电平值和段落码的起始位置来判断电平值所在的段内码。

在实际教学中，学生通常对这一过程比较陌生，课堂上可先举一个实际的电压值作为实例。比如对一个变化范围在[-6 V，+6 V]的正弦信号进行抽样，抽样值为-2.4 V，对这个样值编码。首先，样值为负，因此，极性码a0=0。第二步对样值进行归一化处理：。量化电平：由于1638.4∈[1024，2048]，因此段落码为a1a2a3=110，位于第六段，段内均匀分为16小段，每个小段的电平值为64。第三步为判断段内码：1638.4=1024+9×64+64/2+6.4，所以量化电平位于第九段内，段内码为a4a5a6a7=1001。由于段内采用均匀量化，因此量化误差为：6.4个量化单位。

当输入信号为正弦信号x（t）=sin2πt时，得到的PCM编译码图形图1所示。从图1中可以看出，在抽样序列是一个比较规则的正弦图像，但经过编码后的解码输出是带有一定的失真的正弦图形，这是因为在编译码的量化过程中含有量化噪声和量化误差。在实际的教学中，学生往往不容易理解量化噪声的概念，通过课堂的演示不但可以使学生对PCM编译码有了比较直观的认识，还可以把比较难讲解的量化误差的概念通过图形演示的形式表现出来，使学生更容易接受。

2 Matlab用于实验教学

目前，通信原理课程的实验主要以硬件实验箱，通过实验箱上的各个模块对各种通信现象进行仿真，具有操作简单、实现方便的特点。但由于只能对原理简单的一些通信现象进行验证性分析，因此提不起学生的操作兴趣。同时目前实验箱上的实验一般只针对数字调制，而很少涉及模拟通信调制解调的设置，不利于学生对模拟调制、解调原理的理解，因此需要添加软件的辅助手段来进行操作。利用Matlab可以设计一些需要学生独立完成的实验项目，要求学生根据需要设计一个符合要求的通信系统，建立数学模型，然后在Matlab的软件库中寻找合适的模块，按照设计的系统进行连接，并进行动态的仿真。由此调动学生的探索积极性，同时在设计系统、模拟系统和仿真过程中加深对相应通信原理的理解，增强学习的信心和兴趣。

以模拟通信中的残留边带调制为例，以频率为2 Hz和4 Hz的余弦信号与正弦信号的和信号为信源信号，假设这两个信号的功率相同，总功率为2，载波频率为10 Hz，图2显示了VSB调制信号的波形、相干解调后信号波形与原信号波形的比较以及VSB信号的功率谱密度图形[4]。

在模拟通信调制解调原理的课堂讲解中，由于双边带（DSB）调制和单边带（SSB）的原理相对简单，用公式推导和画出图形的教学手段，学生理解起来比较直观和容易。因此，对这两种模拟调制技术的原理比较容易理解，但对残留边带调制技术往往觉得理解起来比较困难。通过Matlab软件仿真具有较好的直观性，便于学生理解原理。同时要求学生自己设计通信系统进行编码，增加了实验的难度及学生动手实验的兴趣，提高了教学的效率。

3 结语

Matlab是功能强大的计算机仿真软件，具有操作性强、易于上手、界面友好、开放性强等优点，把Matlab软件引入教学，能够对教学起到很好的辅助作用。同时在通信原理的理论及实验教学中，采用Matlab软件不但可以向学生更好地阐释通信的基本原理，而且仿真图像的引入使学生加深了感性认识和理性理解。同时，实验中的设计仿真也增强了学生的编程能力，增加了学生动手的兴趣，并且拓宽了学生的思路，增强了学生科研能力和计算机操作能力。

参考文献

[1]程玲，徐冬冬.Matlab仿真在通信原理教学中的应用[J].实验室研究与探索，2010（2）：117-119.

[2]梅志红，杨万铨.Matlab程序设计基础及其应用[M].北京：清华大学出版社，2005：3.

篇3

通信原理是高等院校通信工程和电子类相关专业的一门重要的专业课，具有较强的系统性、理论性和实践性。目前学生在学习通信原理课程时，存在以下几个问题：（1）传统教学方法和手段单一，直观性差、趣味性差，学生学习兴趣不高；（2）对学生而言，只利用课本中的公式及信号波形图，不能直观、快速地理解各种通信方式及内容；（3）多媒体教学只是简单的将书本内容照搬，对于突破传统教学作用不大。针对上述学习过程中存在的问题，将Matlab仿真工具引入到通信原理的理论教学中，通过改变现有的教学模式，加深学生对知识的理解和掌握，从而获得较好的教学效果。

1 Matlab软件在理论教学中的应用

对于理论较强的通信原理来说，涉及到的都是通信领域的概念，学生学习起来吃力。为了突破传统教学的弊端，可以将理论课堂搬到软件实验室，通过Matlab软件将晦涩难懂的通信理论、信号波形等通过仿真显示在屏幕上，边学边练，从而加强学生对授课内容的理解。例如：对于模拟线性调制部分的AM调制、解调，教师首先利用多媒体和黑板将AM的调制解调原理进行讲解：在AM调制中，调制信号m（t）叠加直流成分，设，其中：A0为直流成分；为交变分量；m0（t）为解调输出信号，AM调制解调框图如图1所示。

学生通过Matlab中的Simulink工具箱对调制解调模型进行搭建，并完成相应的参数设置：载波频率为40 rad/s；调制波角频率为5 rad/s；调幅幅度为0.5；A0为2，模型如图2所示。

仿真时需对饱和限幅器模块和LPF构成包络检波器的参数进行设置，Saturation的上限设为inf，下限设为0，LPF的截止角频率设为6 rad/s，得到的仿真图形如图3所示。

比较图3中的a、c可见，经过解调的波形与原调制信号波形基本相同，证明了AM调制与解调理论的正确性。学生可通过调节A0的大小可得到AM的满调幅和过调幅。通过教学实践发现，将理论课搬到实验室的做法不仅可以把抽象的理论形象化，而且可以提高学生的兴趣和积极性。

篇4

【关键词】差错控制；性能指标；汉明码；数据通信网

1.引言

“数据通信原理”是高等院校电子信息类学科非常重要的专业课。如何在民办本科院校开设该课程成为了一个重要的课题。本文结合本校的具体情况从理论教学、实践教学方面对该教学方式进行了探索改革。

数据通信是计算机或终端之间的通信，也可以说是通信技术与计算机技术的结合产物。随着计算机技术的快速发展，数据通信技术也在日益更新。民办院校的学生基础较差，理解能力差，通过实际的教学发现，传统的教学模式效果不佳，学生在理解上有难度，导致对学习此专业课产生负面情绪。具体存在的问题如下。

首先从学生的角度出发，学生对于这门课的先修课程如“通信原理”和”计算机通信网”等掌握不好会直接导致这门的理解程度。

其次从教学上看，如果按传统的教学方式，教学效果不佳。传统的教学模式是指单纯从本门课的内容着手没有如先修课程结合、只是阐述一些概念和原理没有详细的技术原理说明，也就是与实验的理论出现了脱节、就目前衍生的新技术没有进行结合，也就是没有把所学内容结合到实际应用中。

2.教学模式分析

2.1 结合实际应用

数据通信的发展迅猛，在移动通信中从第一代模拟窝蜂移动通信系统产生至今，新技术不断涌现。我们经历了2G、3G时代，现在已经是4G时代了，而GSM技术已过时。这些都是学生身边的例子。那么就可以通过实际例子让学生了解具体通信专业的研究内容，知道所学的基础理论有什么用，让学生有目的性的来学习这门专业课。下面就结合实际应用的教学方式做具体介绍。

例如在讲解数据通信中的差错控制原理时，可以先列举出一些实际例子，如在网上汇款时除了要输入密码还需要输入一个动态码，或银行汇款时除了要写汇款金额外要写中文字样的总款额，这里的动态码和中文字样的款额都是多余的内容，那么这些多余的内容起到什么了作用？它可以保证用户的安全和确保信息的可靠性。在通信中的发送端我们要传递一些有用的信息，为了确保在接受端能正确接收这些信息，我们也需要增加一些多余的信息来保证有用信息的可靠。这些多余的信息在通信中称为监督码。这就引出了差错控制的概念。

那么究竟信息码后要加几位监督码才能保证接收端能收到正确的信息呢？这里以“打篮球”为例，收发双方约定好，用“1”表示球进了，用“0”表示球没进。当接受端接收到一个“1”时认为球进了，接受端接收到一个“0”时认为球没进。假设传输过程中出现了错码，发送端发送一个“0”时，接收端接收的是“1”，此时接收端是无法知道接收的信息是错的。

我们加一些监督码来观察一下是否可以发现错码，在原来“1”和“0”后分别多加一位监督码“1”和“0”，此时收发双方约定用“11”表示球进了，用“00”表示球没进。通常在传输过程中要么没有错码要么错一位码，假设传输过程中出现了错码，发送端发送“11”时，接收端接收的是“10”，此时接收端知道产生了错吗，但究竟发送的是“11”还是“00”呢，不知道。这时我们再多加一位监督码来验证一下可以得出结论，当没有监督码时检测不出错误，当加一位监督码时可以检测到错误但不能纠正错误，当加两位监督码时可以检测到错误并能纠正错误。这就引出了差错控制的原理。

我们发现监督码加的越多纠检错能力越强，那是不是越多越好的？从数据通信的性能指标出发，监督码越多传输效率越低，在回到网上汇款那个例子来看，如果动态码越多花费的时间也就越多，相当于在信道中传输的多余信息多，那么必然影响传输效率。那么究竟监督码加几位号呢？之后便可以给学生引入一些概念了，如汉明码、循环码和线性分组码。

这些例子形象具体便于学生理解，其中在每讲完一个知识点后提出新的问题让学生思考，在与学习探讨的过程中引出新的解决方案，导出方法和原理。运用学生身边例子可以深入浅出的加深学生对知识点的理解，对于复杂问题要引导学生自主思考，从简单现象入手总结一般性，以提高学生思维能力。

2.2 更新教学手段

教学手段改革是提高教学质量的重要方式。在教学手段上采用传统手段和现代多媒体技术相结合。传统教学手段是采用黑板和粉笔， 这用方式在“数据通信原理”的教学中有利有弊。由于这门课涉及的公式推导很多，如果单纯的在黑板上写公式这样既效率低，教学效果也不好。如果简单的把教学内容制成课件，这样内容的信息量虽然大，但学生在理解上有困难。因此不能片面强调单一教学手段。对于复杂公式、各种波形图、频谱图则使用多媒体，这样教学内容既生动又直观，对于难理解的地方在板书作出强调，这样的教学手段事半功倍，提高了教学效果。

3.实验教学改革

课堂教学改革是课程改革系统工程中的一个重要组成部分，其具体目标是实现学生学习方式的转变，即促使学生自主、合作、探索的学习方法。“数据通信原理”是一门理论与实践结合性较强的工具式课程。课堂上的内容是可以在学生操作的过程中，通过思索能够获得的。

理论结合实际应用是学好本门课的有效手段，这也就决定了实验课重要性。传统的实验教学方式是“模仿式”教学，即老师对所做实验进行原理分析，给学生做具体演示，然后学生进行模仿，当实验结果达到规定的数据要求时认为实验成功。这种传统教学方法的教学不佳，下面列举几种改革方法。

3.1 “创新法”实验教学模式

“创新法”是事先给学生做出一个实验，演示具体的波形，在此基础上提出一些改良方案，让学生“创新”。最后让学生演示所得结果，进行讨论。这种方法是把大部分时间交给学生，让学生通过所学知识进行拓展，加深对课程内容的理解，进而提到学习自主学习和创新能力。

3.2 “开放式”实验教学模式

在规定学时之外开放一周实验室，开放时间段是每天晚上19：00―21：00，事先对学生进行分组，每组3个人，每组发放一本实验指导书，老师给出10个实验题目，每组选择其中的三个题目去完成。为了提高学生的学习热情，相应的给出一些“优惠政策”，如具体完成时间自己掌握，可以天天来也可以不用天天来。对最先提出设计方案并能完成实验的前5组学生进行答辩，如实验结果达到要求的话，平时成绩满分。对实验完成质量高并有创新点的学生，期末卷面成绩上会给予加分。结合我院情况，往往实验课积极思考并能提前完成实验规定任务的学生期末的考试成绩也是名列前茅的。

3.3 利用Matlab仿真

Matlab是这门课的先修课程，学生对这个软件比较熟悉，所以可以利用Matlab让学生仿真对数据通信课程所涉及内容。进行仿真具有形式生动、形象直观、启发性强的优点。它既能增强学生更好的学习这门课，又能弥补实验场地、仪器设备和经费缺乏的不足。具体的方法是提前把要进行的实验任务布置给学生，让学生自行仿真，在实验课时检查学生的仿真结果。对此实验的基础上对学生提出新的问题和任务，培养学生的自主学习能力和创新精神。

4.结语

“数据通信原理”课程的教学改革需要一个长期的过程，理论与实践相结合，本文就教学和实验方面进行了探讨，主要分析了教学和实验中存在的问题提出了改革方法，通过自己的教学实践，提出了一些针对本校教学的具体方案，旨在培养学生的合作能力和团队意识，在竞争的气氛下，使学生能更有效、有意识地掌握所学知识，培养学生高效的意识和竞争意识。

参考文献

[1]张大均.教育心理学[M].北京：人民教育出版社，2004.

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“通信原理”是通信和电子工程类的一门专业基础核心课程，也是后续“移动通信”、“卫星通信”等专业课的基础。该课程特点是涉及知识面广，公式和数学推导较多，很多概念和原理比较抽象，学生学习起来普遍比较吃力。而在教学过程中全方位引入实验模块，一方面可以变抽象为直观，增强学生学习兴趣，提高教学效果，另一方面也可以培养学生理论联系实际的能力。

本着循序渐进、灵活多样的原则，结合通信原理教学内容，我们设计了多层次的的实验体系。所谓多层次包括两方面含义，一是在实验类别上有层次之分，包括演示验证、模块构建、自主编程和硬件实现等多个层次；二是在具体实验内容的设置上也有由简到繁、由易到难的层次之分。

一、层次化实验体系的构建和实施

为便于实施，我们重点构建了基于计算机这个特殊的实验室完成的通信原理实验，其中的演示验证、模块构建和自主编程实验采用了mathworks公司的matlab/simulink软件，而硬件实现则是基于自主研发的dsp+fpga硬件平台展开，由学生在ccs和quartus环境下完成编程、下载和调试工作，同时我们也编制了配套的实验指导书。

1.基于matlab库函数的演示验证性实验

演示验证性实验属于最简单的一本文由收集整理类实验，利用matlab库函数及自行开发的一些函数包，根据实验指导书简单输入几条命令，便可直观得出结果。以基带传输码型及其频谱分析为例简述其过程：

b=binary（1000）； %产生随机二进制数据

x=wave_gen（b，’unipolar_nrz’）； %产生单极性不归零码

subplot（211），waveplot（x）； %显示时域波形

subplot（212），psd（x）； %显示功率谱密度

其中binary、wave_gen、waveplot和psd等均为自行开发的函数包，其余函数为matlab自带。学生只需输入上述4条命令，即可完成信号产生、波形成型、画时域和频域波形等功能，从而快速验证所学理论。此类实验开设简单，能覆盖通信原理所有核心内容，既可用于课下练习，也可用于课堂演示，主要目的在于加深对抽象理论的感性认识。由于此类实验无需关注具体实现细节，故学生的自主参与程度低。

2.simulink模块构建实验系统

simulink是matlab下的一个软件包，主要用来对动态系统进行建模、仿真和分析，其最大的特点是模块库丰富，且简单易学，只需使用鼠标拖放相关模块并将其连接即可。利用simulink结合通信模块库可以快速构建出实验系统模型，此类实验主要用于基本概念、基本原理的快速建模和仿真。例如在讲授低通抽样定理时，可以利用simulink模块建立如图1所示模型，形象展示抽样定理的内涵。其中原模拟信号由随机信号通过模拟低通滤波得出，其截止频率即为模拟信号的最高频率；采样脉冲由脉冲产生器产生；采样过程由乘法器完成；采样信号由另一个模拟低通滤波器以恢复原信号。通过修改采样脉冲序列的周期来模拟不同的采样速率，可以方便的观测原信号和抽样信号的时域频域波形，从而加深对低通抽样定理内涵的理解。对该模型稍加修改还可以演示平顶抽样以及带通抽样原理。

此类实验需在熟悉了相关理论及其实现框图后实施，在教师的引导下，学生可按要求自行设计，自主参与程度较高。

3.matlab自行编程构建基本模块

利用matlab现成的函数包或者simulink模块可以对“通信原理”课程中的理论部分进行快速演示和验证，但为了加深对重点内容的理解和灵活运用，还需要利用m文件自行编程来实现某些重要模块，这也对学生提出了相对较高的要求。表1列出了“通信原理”课程中的一些主要实验，其中每一个模块又分别从容易、较难、难三个层次给出了相关的具体实验内容，比如基带传输系统的仿真实验，随机二进制数据的产生以及基带码型的选取非常容易，观察时域和频域波形也不困难，难点是发送和接收滤波器的设计，如果发端采用的是理想矩形成形滤波，则收端的匹配滤波实现相对较容易；而如果采用的是更加实用的升余弦成形滤波，则收端的匹配滤波以及相关的处理就要复杂得多，实现的难度也更大；在基带传输系统性能仿真中看似简单但极易出错的一个模块就是加噪声，给定信噪比后，需要结合成形后的发送信号的平均功率，准确计算出噪声的方差后才能产生合适的噪声，否则得出的性能曲线就不会与理论曲线吻合；而基带系统仿真中的一些辅助观测模块，如星座图和眼图等，以及存在码间串扰时的均衡技术等实现的难度也有所不同，可以根据学生的实际情况分层次组织实验。

表1　通信原理主要实验分类表

容易 较难 难

码型及频谱分析 单/双极性不归零码/归零码（半占空）；差分码 任意占空比归零码；ami码 hdb3码编译码；基于fft的频谱分析

基带传输系统 信号产生；基带码型选取；时域频域波形的观测 矩形成形及匹配滤波；星座图模块 升余弦成形及匹配滤波；加噪、眼图、均衡等模块

转贴于

二进制数字调制 信号产生；2ask/2fsk/

2psk调制的实现；时频域波形观察 2ask/2fsk/2psk解调的实现 加噪声模块；匹配滤波；最佳接收模块

现代调制系统 qpsk调制解调及抗噪性能仿真 oqpsk调制解调及抗噪性能仿真 π/4 dqpsk/msk调制解调及抗噪性能仿真

信道编码 （7，4）汉明码的编译码 循环码的编译码 卷积码的编译码（viterbi）

此类实验对学生要求较高，在深刻理解相关概念和原理的基础上，还要进一步研究其实现细节，每一模块均由学生自行编程实现，自主参与程度高。

4.dsp+fpga的硬件平台实现

上述实验均是基于matlab/simulink的软件仿真实验，为了能从实践角度进一步验证所学理论，需对相关模块的硬件实现展开实验。为此，教学组开发了一款基于dsp/fpga加专用射频模块组成的通信系统教学实验平台，其硬件结构框图如图2所示。

其中ti公司的两块dsp芯片tms320c5416和tms320c6713分别用于发射和接收模块的基带处理，altera公司的fpga芯片ep2c8t144用于完成数字上下变频；专用射频模块的工作频率为225-512mhz。基于该平台，既可以单独实现hdb3编译码、汉明码编译码、基带成形滤波、同步等模块，也可以构建基于bpsk等调制方式的完整的通信系统，进而通过示波器、无线通信分析仪等设备观测眼图、星座图、时频域波形等。

完成基于硬件平台的通信原理实验，不仅需要学生具备系统的理论知识，也需要具备相关的dsp、fpga开发基础，此类实验一般需由多人组成团队协作完成，可在课程后期或课程结束之后的通信系统综合实验阶段实施，也可作为学生科技创新或毕业设计工作的一部分。