通信原理教學精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇通信原理教學，期待它們能激發您的靈感。

篇1

在開始學習通信原理時，首先要接觸到通信系統的組成，通信的主要任務是克服距離上的障礙，迅速而準確的傳送信息。對于電通信來說，首先要把信源的消息轉變成電信號，然后由發送設備將信號送入信道，接受設備對接受信號作相應的處理后，送給信宿再轉換為原來的消息，這一過程可以用通信系統模型來概括［3］，如圖1所示。這一模型貫穿于整個通信原理的教學中，學生在學習通信原理時必須建立通信模型的概念。初學時往往建立不起來通信模型的概念，導致在后續知識的學習中思路不清。此時，采用類比法說明此模型，將正在進行的教學活動比作通信模型，教師所講授的知識為信源，經過空氣介質傳送到信宿(學生)，教師的人體發聲系統為發送設備，學生的耳朵為接受設備，在教學活動進行中，突然有學生推門進入教室，或者有人大聲講話，必然會對正在進行的教學活動產生影響，相當于通信系統模型中的干擾，而且這一干擾是隨機的。利用正在進行的教學活動類比通信系統模型，巧妙地找到與講授知識之間的聯系，然后再擴展成書本上的內容，幫助學生建立通信模型的概念，梳理學生學習思路，調動他們的學習積極性，從而培養學生多角度、多方位的思維能力。

(二)巧用類比法講解通信中復用方式

在通信原理教學中，常見的信號復用方式可以分為:頻分多路復用(FDM)、時分多路復用(TDM)、碼分多路復用(CDM)三種復用方式。頻分多路復用是通過對多路調制信號進行不同載頻的調制，使得多路信號的頻譜在同一個傳輸信道的頻率特性中互不重疊，從而完成在一個信道中同時傳輸多路信號的目的［3］，即各路信號同時在同一信道上同時傳輸。時分多路復用是指各路信號同時在同一信道傳輸時占用不同的時間間隔，或者說是把時間分成均勻的時隙，每路信號在不同的時隙內傳送。碼分多路復用(碼分多址)起源于擴頻通信原理，信息傳輸時不分時隙，也不分頻道，是采用不同的PN碼序列對每路數字信號序列調制，進行頻帶擴展，并在同一個頻段上進行傳輸［3］。對于這一知識點的講解，如果采用講授法來進行教學的話，學生會對這三個概念死記硬背。而采用類比法，將上述三個概念放在一起講解，并利用正在上課的教室來說明此問題，即教室相當于課程中的頻段。教師A在教室1此時進行通信原理的教學，教師B在教室2并與同一時間進行高等數學的教學，這兩個教學過程占用了不同的教室(即不同的頻段)，在同一時間內傳輸不同的知識，相當于兩路信號占用不同頻段，同時在同一信道傳輸，類似與通信中的頻分復用;教師A于8點到10點在教室1進行通信原理的教學，教師B于10點到12點在教室1進行高等數學的教學，這兩個教學過程在同一教室(即同一頻段)占用了不同的時間段進行不同的教學內容，類似與通信中的時分復用;如果同樣在教室1，有兩組學生同時用兩種不同的語言進行各自組內交流，相互不干擾，即A組用英語交流通信原理，B組用日語交流高等數學，類似與通信中的碼分多路復用。這樣利用記憶中結構相似的知識，使學生清楚地理解這三個概念的本質，并加以區分，同時可以滿足學生求知、求趣、求異、求新的特點。

(三)巧用類比法講解信息量的概念

通信系統的根本任務是傳輸信息，信息量是對通信系統的性能、質量進行定量分析與評價的一個物理量，把夠衡量信息多少的物理量叫做信息量［3］。信息是一個抽象的概念，它的量化以及如何量化更為抽象，如果按照教材描述只講其定義，學生理解不透徹，那么將信息量的概念類比成運輸貨物多少采用的“貨運量”來理解就會將抽象的概念具體化，有利于學生學習與掌握。對于信息度量與事件出現的概率關系這一知識點，采用消息的事例說明。例如的消息為“明天太陽從西邊出來”、“明天太陽從東邊出來”、“今天下雨”、“客機墜落”，這四個事件發生的概率不同，不可能出現的事件、必然出現的事件和可能出現的事件。此時，讓學生體會聽到這四個消息的反應與感受，通過感受體會傳遞的信息是有量值的，而且這個量值與事件發生的概率有關，越不可能發生的事件，人們越感興趣，傳遞的信息量就越大。“明天太陽從西邊出來”為不可能發生的事件，該事件出現的概率為0，傳遞的信息量為無窮大;“明天太陽從東邊出來”為必然事件，該事件出現的概率為1，它傳遞的信息量為0。以這樣熟悉的事例做類比，學生可輕松地接受這一知識點，同時又使學生積極參與到正在進行的教學活動中。

(四)巧用類比法講解正交多載波調制(OFDM)

正交多載波調制是一類多載波并行傳輸體制，不同于傳統的并行體制，每路子載波的調制是多進制調制，是把高速數據流分散到多個子載波上傳輸，多個子載波是正交的，是一種高效的數據傳輸方式。由于OFDM子載波頻譜允許重疊，其頻譜效率大大提高［3］。以上對OFDM概念的描述非常抽象，同時還有復雜的數學推導，此時采用類比法，將這種信號傳輸模式與馬路上行駛車輛類比，不同的載波占用不同的頻段，相當于馬路上不同的車道，車輛各行其道，互不影響，即頻譜不重疊，這是傳統的并行體制，也就是普通的頻分多路復用，正交多載波調制允許子載波頻譜部分重疊，可以類比為行駛道路中的立交橋，在十字路口的立交橋，在不同方向上下幾層的車輛，在同一時間可以同時行駛互不影響，提高了交通運輸能力，即相當于在有限的頻帶上頻譜可以重疊，提高了信息傳輸速率。對一些數學基礎差，難以接受數學推導的學生而言，用這樣一個日常生活中常見的事例進行類比，通過類比讓學生理解這種并行傳輸體制的思想，解決學生利用數學推導去掌握該知識點時存在的困惑，讓學生感覺通信原理的學習不再那么高深莫測，更重要的是培養學生類比聯想的科學思維方式。

(五)結語

篇2

關鍵詞 通信原理；課堂教學；實驗教學；Matlab

中圖分類號：G434 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）24-0101-04

通信原理是通信工程、網絡工程、電子工程等信息類專業的專業必修課，以高等數學、概率論與統計學、線性代數及復變函數為數學基礎，涉及電路分析、信號與系統、隨機信號分析等專業基礎課的理論基礎。因此，通信原理課程具有理論性強、直觀性差、課堂教學中具有大量公式推導的特點。教學模式以多媒體教學為主、黑板板書為輔，教學效果較差，趣味性不強。學生反映教學內容難度大，內容抽象，不易理解，直觀性差。將仿真軟件融入課堂教學，使得實際中的公式推導過程，理論分析直觀性強，易于理解和接受。同時把計算的結果以仿真圖形的方式輸出，很容易使學生直觀地得到結果并且理解原理。而且，在對通信系統仿真時，通過仿真軟件對各種參數的修改一目了然，使得學生更好地理解系統原理，提高教學的有效性，獲得較好的課堂效果[1]。

Matlab是Math Works公司推出的一套高性能的數值計算和可視化的科學工程計算軟件[2]，支持解釋型語言輸入，編程實現簡單，具有豐富的數學函數功能支持。同時，Matlab軟件中的部件Simulink甚至可以采用圖形輸入的方式來搭構所研究的系統。教師可以利用Matlab中的函數、模塊及直觀簡單的圖形界面，把難以理解的通信理論、系統構成、信號波形的轉換通過課堂的多媒體設備直接展示給學生，不但使學生加深對理論知識的理解，而且增強了學生的感性認識，激發學生的學習興趣，提高課堂講授的效率。

1 課堂教學中采用Matlab

判斷段落碼的方法為先對信號的電壓值進行歸一化處理，然后將歸一化的電壓值轉化為量化電平值，最后根據電平值所處的位置判斷其所在的段落位置。最后判斷出所在的段落碼后，再進行段內碼的編寫。段內碼為4位碼，首先根據判斷出的段落碼確定這一段落內的單位碼值，根據電平值和段落碼的起始位置來判斷電平值所在的段內碼。

在實際教學中，學生通常對這一過程比較陌生，課堂上可先舉一個實際的電壓值作為實例。比如對一個變化范圍在[-6 V，+6 V]的正弦信號進行抽樣，抽樣值為-2.4 V，對這個樣值編碼。首先，樣值為負，因此，極性碼a0=0。第二步對樣值進行歸一化處理：。量化電平：由于1638.4∈[1024，2048]，因此段落碼為a1a2a3=110，位于第六段，段內均勻分為16小段，每個小段的電平值為64。第三步為判斷段內碼：1638.4=1024+9×64+64/2+6.4，所以量化電平位于第九段內，段內碼為a4a5a6a7=1001。由于段內采用均勻量化，因此量化誤差為：6.4個量化單位。

當輸入信號為正弦信號x（t）=sin2πt時，得到的PCM編譯碼圖形圖1所示。從圖1中可以看出，在抽樣序列是一個比較規則的正弦圖像，但經過編碼后的解碼輸出是帶有一定的失真的正弦圖形，這是因為在編譯碼的量化過程中含有量化噪聲和量化誤差。在實際的教學中，學生往往不容易理解量化噪聲的概念，通過課堂的演示不但可以使學生對PCM編譯碼有了比較直觀的認識，還可以把比較難講解的量化誤差的概念通過圖形演示的形式表現出來，使學生更容易接受。

2 Matlab用于實驗教學

目前，通信原理課程的實驗主要以硬件實驗箱，通過實驗箱上的各個模塊對各種通信現象進行仿真，具有操作簡單、實現方便的特點。但由于只能對原理簡單的一些通信現象進行驗證性分析，因此提不起學生的操作興趣。同時目前實驗箱上的實驗一般只針對數字調制，而很少涉及模擬通信調制解調的設置，不利于學生對模擬調制、解調原理的理解，因此需要添加軟件的輔助手段來進行操作。利用Matlab可以設計一些需要學生獨立完成的實驗項目，要求學生根據需要設計一個符合要求的通信系統，建立數學模型，然后在Matlab的軟件庫中尋找合適的模塊，按照設計的系統進行連接，并進行動態的仿真。由此調動學生的探索積極性，同時在設計系統、模擬系統和仿真過程中加深對相應通信原理的理解，增強學習的信心和興趣。

以模擬通信中的殘留邊帶調制為例，以頻率為2 Hz和4 Hz的余弦信號與正弦信號的和信號為信源信號，假設這兩個信號的功率相同，總功率為2，載波頻率為10 Hz，圖2顯示了VSB調制信號的波形、相干解調后信號波形與原信號波形的比較以及VSB信號的功率譜密度圖形[4]。

在模擬通信調制解調原理的課堂講解中，由于雙邊帶（DSB）調制和單邊帶（SSB）的原理相對簡單，用公式推導和畫出圖形的教學手段，學生理解起來比較直觀和容易。因此，對這兩種模擬調制技術的原理比較容易理解，但對殘留邊帶調制技術往往覺得理解起來比較困難。通過Matlab軟件仿真具有較好的直觀性，便于學生理解原理。同時要求學生自己設計通信系統進行編碼，增加了實驗的難度及學生動手實驗的興趣，提高了教學的效率。

3 結語

Matlab是功能強大的計算機仿真軟件，具有操作性強、易于上手、界面友好、開放性強等優點，把Matlab軟件引入教學，能夠對教學起到很好的輔助作用。同時在通信原理的理論及實驗教學中，采用Matlab軟件不但可以向學生更好地闡釋通信的基本原理，而且仿真圖像的引入使學生加深了感性認識和理性理解。同時，實驗中的設計仿真也增強了學生的編程能力，增加了學生動手的興趣，并且拓寬了學生的思路，增強了學生科研能力和計算機操作能力。

參考文獻

[1]程玲，徐冬冬.Matlab仿真在通信原理教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2010（2）：117-119.

[2]梅志紅，楊萬銓.Matlab程序設計基礎及其應用[M].北京：清華大學出版社，2005：3.

篇3

通信原理是高等院校通信工程和電子類相關專業的一門重要的專業課，具有較強的系統性、理論性和實踐性。目前學生在學習通信原理課程時，存在以下幾個問題：（1）傳統教學方法和手段單一，直觀性差、趣味性差，學生學習興趣不高；（2）對學生而言，只利用課本中的公式及信號波形圖，不能直觀、快速地理解各種通信方式及內容；（3）多媒體教學只是簡單的將書本內容照搬，對于突破傳統教學作用不大。針對上述學習過程中存在的問題，將Matlab仿真工具引入到通信原理的理論教學中，通過改變現有的教學模式，加深學生對知識的理解和掌握，從而獲得較好的教學效果。

1 Matlab軟件在理論教學中的應用

對于理論較強的通信原理來說，涉及到的都是通信領域的概念，學生學習起來吃力。為了突破傳統教學的弊端，可以將理論課堂搬到軟件實驗室，通過Matlab軟件將晦澀難懂的通信理論、信號波形等通過仿真顯示在屏幕上，邊學邊練，從而加強學生對授課內容的理解。例如：對于模擬線性調制部分的AM調制、解調，教師首先利用多媒體和黑板將AM的調制解調原理進行講解：在AM調制中，調制信號m（t）疊加直流成分，設，其中：A0為直流成分；為交變分量；m0（t）為解調輸出信號，AM調制解調框圖如圖1所示。

學生通過Matlab中的Simulink工具箱對調制解調模型進行搭建，并完成相應的參數設置：載波頻率為40 rad/s；調制波角頻率為5 rad/s；調幅幅度為0.5；A0為2，模型如圖2所示。

仿真時需對飽和限幅器模塊和LPF構成包絡檢波器的參數進行設置，Saturation的上限設為inf，下限設為0，LPF的截止角頻率設為6 rad/s，得到的仿真圖形如圖3所示。

比較圖3中的a、c可見，經過解調的波形與原調制信號波形基本相同，證明了AM調制與解調理論的正確性。學生可通過調節A0的大小可得到AM的滿調幅和過調幅。通過教學實踐發現，將理論課搬到實驗室的做法不僅可以把抽象的理論形象化，而且可以提高學生的興趣和積極性。

篇4

【關鍵詞】差錯控制；性能指標；漢明碼；數據通信網

1.引言

“數據通信原理”是高等院校電子信息類學科非常重要的專業課。如何在民辦本科院校開設該課程成為了一個重要的課題。本文結合本校的具體情況從理論教學、實踐教學方面對該教學方式進行了探索改革。

數據通信是計算機或終端之間的通信，也可以說是通信技術與計算機技術的結合產物。隨著計算機技術的快速發展，數據通信技術也在日益更新。民辦院校的學生基礎較差，理解能力差，通過實際的教學發現，傳統的教學模式效果不佳，學生在理解上有難度，導致對學習此專業課產生負面情緒。具體存在的問題如下。

首先從學生的角度出發，學生對于這門課的先修課程如“通信原理”和”計算機通信網”等掌握不好會直接導致這門的理解程度。

其次從教學上看，如果按傳統的教學方式，教學效果不佳。傳統的教學模式是指單純從本門課的內容著手沒有如先修課程結合、只是闡述一些概念和原理沒有詳細的技術原理說明，也就是與實驗的理論出現了脫節、就目前衍生的新技術沒有進行結合，也就是沒有把所學內容結合到實際應用中。

2.教學模式分析

2.1 結合實際應用

數據通信的發展迅猛，在移動通信中從第一代模擬窩蜂移動通信系統產生至今，新技術不斷涌現。我們經歷了2G、3G時代，現在已經是4G時代了，而GSM技術已過時。這些都是學生身邊的例子。那么就可以通過實際例子讓學生了解具體通信專業的研究內容，知道所學的基礎理論有什么用，讓學生有目的性的來學習這門專業課。下面就結合實際應用的教學方式做具體介紹。

例如在講解數據通信中的差錯控制原理時，可以先列舉出一些實際例子，如在網上匯款時除了要輸入密碼還需要輸入一個動態碼，或銀行匯款時除了要寫匯款金額外要寫中文字樣的總款額，這里的動態碼和中文字樣的款額都是多余的內容，那么這些多余的內容起到什么了作用？它可以保證用戶的安全和確保信息的可靠性。在通信中的發送端我們要傳遞一些有用的信息，為了確保在接受端能正確接收這些信息，我們也需要增加一些多余的信息來保證有用信息的可靠。這些多余的信息在通信中稱為監督碼。這就引出了差錯控制的概念。

那么究竟信息碼后要加幾位監督碼才能保證接收端能收到正確的信息呢？這里以“打籃球”為例，收發雙方約定好，用“1”表示球進了，用“0”表示球沒進。當接受端接收到一個“1”時認為球進了，接受端接收到一個“0”時認為球沒進。假設傳輸過程中出現了錯碼，發送端發送一個“0”時，接收端接收的是“1”，此時接收端是無法知道接收的信息是錯的。

我們加一些監督碼來觀察一下是否可以發現錯碼，在原來“1”和“0”后分別多加一位監督碼“1”和“0”，此時收發雙方約定用“11”表示球進了，用“00”表示球沒進。通常在傳輸過程中要么沒有錯碼要么錯一位碼，假設傳輸過程中出現了錯碼，發送端發送“11”時，接收端接收的是“10”，此時接收端知道產生了錯嗎，但究竟發送的是“11”還是“00”呢，不知道。這時我們再多加一位監督碼來驗證一下可以得出結論，當沒有監督碼時檢測不出錯誤，當加一位監督碼時可以檢測到錯誤但不能糾正錯誤，當加兩位監督碼時可以檢測到錯誤并能糾正錯誤。這就引出了差錯控制的原理。

我們發現監督碼加的越多糾檢錯能力越強，那是不是越多越好的？從數據通信的性能指標出發，監督碼越多傳輸效率越低，在回到網上匯款那個例子來看，如果動態碼越多花費的時間也就越多，相當于在信道中傳輸的多余信息多，那么必然影響傳輸效率。那么究竟監督碼加幾位號呢？之后便可以給學生引入一些概念了，如漢明碼、循環碼和線性分組碼。

這些例子形象具體便于學生理解，其中在每講完一個知識點后提出新的問題讓學生思考，在與學習探討的過程中引出新的解決方案，導出方法和原理。運用學生身邊例子可以深入淺出的加深學生對知識點的理解，對于復雜問題要引導學生自主思考，從簡單現象入手總結一般性，以提高學生思維能力。

2.2 更新教學手段

教學手段改革是提高教學質量的重要方式。在教學手段上采用傳統手段和現代多媒體技術相結合。傳統教學手段是采用黑板和粉筆， 這用方式在“數據通信原理”的教學中有利有弊。由于這門課涉及的公式推導很多，如果單純的在黑板上寫公式這樣既效率低，教學效果也不好。如果簡單的把教學內容制成課件，這樣內容的信息量雖然大，但學生在理解上有困難。因此不能片面強調單一教學手段。對于復雜公式、各種波形圖、頻譜圖則使用多媒體，這樣教學內容既生動又直觀，對于難理解的地方在板書作出強調，這樣的教學手段事半功倍，提高了教學效果。

3.實驗教學改革

課堂教學改革是課程改革系統工程中的一個重要組成部分，其具體目標是實現學生學習方式的轉變，即促使學生自主、合作、探索的學習方法。“數據通信原理”是一門理論與實踐結合性較強的工具式課程。課堂上的內容是可以在學生操作的過程中，通過思索能夠獲得的。

理論結合實際應用是學好本門課的有效手段，這也就決定了實驗課重要性。傳統的實驗教學方式是“模仿式”教學，即老師對所做實驗進行原理分析，給學生做具體演示，然后學生進行模仿，當實驗結果達到規定的數據要求時認為實驗成功。這種傳統教學方法的教學不佳，下面列舉幾種改革方法。

3.1 “創新法”實驗教學模式

“創新法”是事先給學生做出一個實驗，演示具體的波形，在此基礎上提出一些改良方案，讓學生“創新”。最后讓學生演示所得結果，進行討論。這種方法是把大部分時間交給學生，讓學生通過所學知識進行拓展，加深對課程內容的理解，進而提到學習自主學習和創新能力。

3.2 “開放式”實驗教學模式

在規定學時之外開放一周實驗室，開放時間段是每天晚上19：00―21：00，事先對學生進行分組，每組3個人，每組發放一本實驗指導書，老師給出10個實驗題目，每組選擇其中的三個題目去完成。為了提高學生的學習熱情，相應的給出一些“優惠政策”，如具體完成時間自己掌握，可以天天來也可以不用天天來。對最先提出設計方案并能完成實驗的前5組學生進行答辯，如實驗結果達到要求的話，平時成績滿分。對實驗完成質量高并有創新點的學生，期末卷面成績上會給予加分。結合我院情況，往往實驗課積極思考并能提前完成實驗規定任務的學生期末的考試成績也是名列前茅的。

3.3 利用Matlab仿真

Matlab是這門課的先修課程，學生對這個軟件比較熟悉，所以可以利用Matlab讓學生仿真對數據通信課程所涉及內容。進行仿真具有形式生動、形象直觀、啟發性強的優點。它既能增強學生更好的學習這門課，又能彌補實驗場地、儀器設備和經費缺乏的不足。具體的方法是提前把要進行的實驗任務布置給學生，讓學生自行仿真，在實驗課時檢查學生的仿真結果。對此實驗的基礎上對學生提出新的問題和任務，培養學生的自主學習能力和創新精神。

4.結語

“數據通信原理”課程的教學改革需要一個長期的過程，理論與實踐相結合，本文就教學和實驗方面進行了探討，主要分析了教學和實驗中存在的問題提出了改革方法，通過自己的教學實踐，提出了一些針對本校教學的具體方案，旨在培養學生的合作能力和團隊意識，在競爭的氣氛下，使學生能更有效、有意識地掌握所學知識，培養學生高效的意識和競爭意識。

參考文獻

[1]張大均.教育心理學[M].北京：人民教育出版社，2004.

篇5

“通信原理”是通信和電子工程類的一門專業基礎核心課程，也是后續“移動通信”、“衛星通信”等專業課的基礎。該課程特點是涉及知識面廣，公式和數學推導較多，很多概念和原理比較抽象，學生學習起來普遍比較吃力。而在教學過程中全方位引入實驗模塊，一方面可以變抽象為直觀，增強學生學習興趣，提高教學效果，另一方面也可以培養學生理論聯系實際的能力。

本著循序漸進、靈活多樣的原則，結合通信原理教學內容，我們設計了多層次的的實驗體系。所謂多層次包括兩方面含義，一是在實驗類別上有層次之分，包括演示驗證、模塊構建、自主編程和硬件實現等多個層次；二是在具體實驗內容的設置上也有由簡到繁、由易到難的層次之分。

一、層次化實驗體系的構建和實施

為便于實施，我們重點構建了基于計算機這個特殊的實驗室完成的通信原理實驗，其中的演示驗證、模塊構建和自主編程實驗采用了mathworks公司的matlab/simulink軟件，而硬件實現則是基于自主研發的dsp+fpga硬件平臺展開，由學生在ccs和quartus環境下完成編程、下載和調試工作，同時我們也編制了配套的實驗指導書。

1.基于matlab庫函數的演示驗證性實驗

演示驗證性實驗屬于最簡單的一本文由收集整理類實驗，利用matlab庫函數及自行開發的一些函數包，根據實驗指導書簡單輸入幾條命令，便可直觀得出結果。以基帶傳輸碼型及其頻譜分析為例簡述其過程：

b=binary（1000）； %產生隨機二進制數據

x=wave_gen（b，’unipolar_nrz’）； %產生單極性不歸零碼

subplot（211），waveplot（x）； %顯示時域波形

subplot（212），psd（x）； %顯示功率譜密度

其中binary、wave_gen、waveplot和psd等均為自行開發的函數包，其余函數為matlab自帶。學生只需輸入上述4條命令，即可完成信號產生、波形成型、畫時域和頻域波形等功能，從而快速驗證所學理論。此類實驗開設簡單，能覆蓋通信原理所有核心內容，既可用于課下練習，也可用于課堂演示，主要目的在于加深對抽象理論的感性認識。由于此類實驗無需關注具體實現細節，故學生的自主參與程度低。

2.simulink模塊構建實驗系統

simulink是matlab下的一個軟件包，主要用來對動態系統進行建模、仿真和分析，其最大的特點是模塊庫豐富，且簡單易學，只需使用鼠標拖放相關模塊并將其連接即可。利用simulink結合通信模塊庫可以快速構建出實驗系統模型，此類實驗主要用于基本概念、基本原理的快速建模和仿真。例如在講授低通抽樣定理時，可以利用simulink模塊建立如圖1所示模型，形象展示抽樣定理的內涵。其中原模擬信號由隨機信號通過模擬低通濾波得出，其截止頻率即為模擬信號的最高頻率；采樣脈沖由脈沖產生器產生；采樣過程由乘法器完成；采樣信號由另一個模擬低通濾波器以恢復原信號。通過修改采樣脈沖序列的周期來模擬不同的采樣速率，可以方便的觀測原信號和抽樣信號的時域頻域波形，從而加深對低通抽樣定理內涵的理解。對該模型稍加修改還可以演示平頂抽樣以及帶通抽樣原理。

此類實驗需在熟悉了相關理論及其實現框圖后實施，在教師的引導下，學生可按要求自行設計，自主參與程度較高。

3.matlab自行編程構建基本模塊

利用matlab現成的函數包或者simulink模塊可以對“通信原理”課程中的理論部分進行快速演示和驗證，但為了加深對重點內容的理解和靈活運用，還需要利用m文件自行編程來實現某些重要模塊，這也對學生提出了相對較高的要求。表1列出了“通信原理”課程中的一些主要實驗，其中每一個模塊又分別從容易、較難、難三個層次給出了相關的具體實驗內容，比如基帶傳輸系統的仿真實驗，隨機二進制數據的產生以及基帶碼型的選取非常容易，觀察時域和頻域波形也不困難，難點是發送和接收濾波器的設計，如果發端采用的是理想矩形成形濾波，則收端的匹配濾波實現相對較容易；而如果采用的是更加實用的升余弦成形濾波，則收端的匹配濾波以及相關的處理就要復雜得多，實現的難度也更大；在基帶傳輸系統性能仿真中看似簡單但極易出錯的一個模塊就是加噪聲，給定信噪比后，需要結合成形后的發送信號的平均功率，準確計算出噪聲的方差后才能產生合適的噪聲，否則得出的性能曲線就不會與理論曲線吻合；而基帶系統仿真中的一些輔助觀測模塊，如星座圖和眼圖等，以及存在碼間串擾時的均衡技術等實現的難度也有所不同，可以根據學生的實際情況分層次組織實驗。

表1　通信原理主要實驗分類表

容易 較難 難

碼型及頻譜分析 單/雙極性不歸零碼/歸零碼（半占空）；差分碼 任意占空比歸零碼；ami碼 hdb3碼編譯碼；基于fft的頻譜分析

基帶傳輸系統 信號產生；基帶碼型選取；時域頻域波形的觀測 矩形成形及匹配濾波；星座圖模塊 升余弦成形及匹配濾波；加噪、眼圖、均衡等模塊

轉貼于

二進制數字調制 信號產生；2ask/2fsk/

2psk調制的實現；時頻域波形觀察 2ask/2fsk/2psk解調的實現 加噪聲模塊；匹配濾波；最佳接收模塊

現代調制系統 qpsk調制解調及抗噪性能仿真 oqpsk調制解調及抗噪性能仿真 π/4 dqpsk/msk調制解調及抗噪性能仿真

信道編碼 （7，4）漢明碼的編譯碼 循環碼的編譯碼 卷積碼的編譯碼（viterbi）

此類實驗對學生要求較高，在深刻理解相關概念和原理的基礎上，還要進一步研究其實現細節，每一模塊均由學生自行編程實現，自主參與程度高。

4.dsp+fpga的硬件平臺實現

上述實驗均是基于matlab/simulink的軟件仿真實驗，為了能從實踐角度進一步驗證所學理論，需對相關模塊的硬件實現展開實驗。為此，教學組開發了一款基于dsp/fpga加專用射頻模塊組成的通信系統教學實驗平臺，其硬件結構框圖如圖2所示。

其中ti公司的兩塊dsp芯片tms320c5416和tms320c6713分別用于發射和接收模塊的基帶處理，altera公司的fpga芯片ep2c8t144用于完成數字上下變頻；專用射頻模塊的工作頻率為225-512mhz。基于該平臺，既可以單獨實現hdb3編譯碼、漢明碼編譯碼、基帶成形濾波、同步等模塊，也可以構建基于bpsk等調制方式的完整的通信系統，進而通過示波器、無線通信分析儀等設備觀測眼圖、星座圖、時頻域波形等。

完成基于硬件平臺的通信原理實驗，不僅需要學生具備系統的理論知識，也需要具備相關的dsp、fpga開發基礎，此類實驗一般需由多人組成團隊協作完成，可在課程后期或課程結束之后的通信系統綜合實驗階段實施，也可作為學生科技創新或畢業設計工作的一部分。