通 信 原 理 特 色 报 告 通 信 原 理 课 程 作 为 通 信 工 程 专 业 的 核 心 专 业 基 础 课 程 和 众 多 院 校 的 考 研 课 程, 如 何 让 学 生 融 会 贯 通 课 程 体 系 理 解 掌 握 课 程 内 容, 是 课 程 组 多 年 来 教 学 改 革 与 探 索 的 目 的 课 程 组 在 学 习 借 鉴 兄 弟 院 校 通 信 原 理 教 学 成 果 和 手 段 的 基 础 上, 不 断 探 索 本 课 程 的 教 学 内 容 教 学 方 法 和 手 段 以 及 先 进 的 教 学 理 念, 形 成 了 自 己 的 一 些 教 学 特 色 1. 优 化 教 学 内 容, 注 重 教 材 教 案 建 设 首 先, 我 们 选 用 了 一 流 的 教 材 西 安 电 子 科 技 大 学 樊 昌 信 教 授 主 编 国 防 工 业 出 版 社 出 版 的 通 信 原 理 ( 第 六 版 ) 是 十 一 五 国 家 规 划 教 材, 也 是 众 多 院 校 通 信 原 理 研 究 生 入 学 考 试 或 复 试 的 指 定 参 考 教 材, 内 容 丰 富 详 实, 理 论 体 系 完 整, 知 识 点 覆 盖 面 广 其 次, 根 据 通 信 技 术 从 模 拟 向 数 字 的 发 展 和 通 信 原 理 课 程 两 多 两 强 ( 即 抽 象 概 念 多 数 学 推 导 多 逻 辑 性 强 基 础 性 强 ) 的 特 点, 认 真 优 化 教 学 内 容 通 信 原 理 主 要 包 括 通 信 基 础 知 识 和 模 拟 通 信 原 理 数 字 和 模 拟 信 号 的 数 字 传 输 以 及 数 字 信 号 的 最 佳 接 收 原 理 数 字 通 信 中 的 编 码 和 同 步 技 术 三 部 分, 一 般 推 荐 学 时 约 为 90 学 时 而 教 学 计 划 中 规 定 为 68 学 时, 其 中 还 有 10 学 时 的 实 验 教 学, 理 论 讲 授 只 有 58 学 时 因 此, 根 据 前 后 续 课 程 的 设 置, 重 点 讲 授 前 两 部 分, 将 第 三 部 分 信 道 编 码 放 在 后 续 课 程 信 息 论 与 编 码 中 讲 授, 这 样 能 够 在 有 限 的 学 时 内 讲 深 讲 透, 便 于 学 生 理 解 掌 握 在 这 两 部 分 内 容 中, 又 进 行 了 两 补 充 和 两 精 简, 一 是 补 充 了 随 机 信 号 分 析 的 内 容, 由 于 通 信 原 理 的 很 多 章 节 中 都 会 用 到 随 机 过 程 的 知 识, 随 机 信 号 分 析 既 是 通 信 原 理 的 分 析 方 法, 也 是 其 技 术 基 础, 故 进 行 了 内 容 上 的 补 充 和 讲 授 上 的 精 细 ; 二 是 补 充 了 模 拟 和 数 字 调 制 的 内 容, 调 制 是 实 现 通 信 的 基 础 和 必 需, 尤 其 是 数 字 调 制 中,2ASK 2FSK 2PSK 是 多 进 制 调 制 和 新 型 调 制 技 术 的 基 础, 我 们 从 数 学 原 理 实 现 方 法 解 调 方 法 功 率 谱 带 宽 抗 噪 声 性 能 逐 一 分 析, 相 互 比 较, 使 学 生 不 仅 理 解 了 这 三 种 基 本 调 制 的 原 理 方 法, 而 且 明 确 了 其 相 互 关 系 和 各 自 特 点, 为 多 进 制 调 制 奠 定 了 基 础 三 是 精 简 了 第 三 章 信 道 方 面 的 知 识, 四 是 精 简 了 第 八 章 数
字 信 号 的 最 佳 接 收 这 是 因 为 不 同 信 道 特 性 不 同, 在 后 续 课 程 移 动 通 信 微 波 与 卫 星 通 信 和 光 纤 通 信 中 会 根 据 各 自 传 输 信 道 进 行 详 细 分 析, 数 字 信 号 的 最 佳 接 收 会 在 后 续 课 程 信 号 检 测 与 估 计 中 全 面 讲 授 第 三, 根 据 教 学 大 纲 和 教 学 内 容 的 优 化, 认 真 撰 写 教 案 广 泛 搜 集 课 程 资 料, 融 会 贯 通 讲 授 内 容, 设 计 构 思 好 讲 授 方 法 我 们 先 后 购 置 和 借 阅 通 信 原 理 相 关 教 材 20 余 本, 在 理 解 消 化 的 基 础 上, 按 照 知 识 点 结 构 框 架 教 学 要 求 难 点 重 点 教 学 安 排 核 心 内 容 重 要 公 式 经 典 例 题 名 词 中 英 文 对 照 练 习 与 思 考 解 答 九 部 分, 撰 写 了 近 40 万 字 的 通 信 原 理 教 案, 在 2008 年 天 津 商 业 大 学 首 届 教 学 质 量 月 活 动 中 获 得 优 秀 教 案 一 等 奖 同 时, 随 着 移 动 通 信 卫 星 通 信 和 计 算 机 通 信 技 术 的 发 展 和 广 泛 应 用, 新 的 数 字 载 波 调 制 技 术 不 断 涌 现, 因 此 对 多 进 制 调 制 和 新 的 调 制 技 术 也 在 课 堂 上 进 行 了 适 当 介 绍, 重 点 是 编 写 了 近 8 万 字 的 新 型 数 字 调 制 技 术 助 学 资 料, 在 清 华 大 学 出 版 社 出 版 了 移 动 通 信 原 理 与 技 术 (2009 年 1 月 出 版 ), 由 学 生 自 学, 教 师 答 疑 辅 导 另 外, 将 第 八 章 内 容 数 字 信 号 的 最 佳 接 收 扩 展, 撰 写 成 信 号 检 测 与 估 计 一 书, 被 评 为 十 一 五 国 家 规 划 教 材, 今 年 由 清 华 大 学 出 版 社 出 版 2. 实 施 PBL 教 学, 融 会 贯 通 课 堂 内 容 基 于 问 题 式 学 习 (Problem Based Learning, 简 称 PBL) 最 早 起 源 于 国 外 的 医 学 教 育, 由 美 国 神 经 病 学 教 授 Howard Barrows 于 1969 年 在 加 拿 大 麦 克 马 斯 特 大 学 (Mcmaster University) 创 立 80 年 代 在 北 美 到 得 快 速 应 用, 逐 步 形 成 完 整 科 学 成 熟 的 教 学 模 式, 主 要 用 于 实 践 性 较 强 的 课 程 课 程 组 探 索 性 地 将 PBL 教 学 模 式 应 用 于 理 论 性 较 强 的 通 信 原 理 课 程 教 学 中, 旨 在 融 会 贯 通 课 程 内 容, 便 于 学 生 理 解 掌 握 课 程 组 根 据 课 程 内 容, 设 计 了 抓 住 一 个 主 线, 理 解 两 个 指 标, 掌 握 三 种 调 制, 把 握 四 个 准 则, 设 置 N 个 问 题 等 课 题, 如 图 1 所 示, 将 课 程 内 容 纵 横 联 想 前 后 贯 通 抓 住 一 个 主 线 抗 干 扰 干 扰 是 影 响 和 决 定 通 信 技 术 发 展 的 源 泉, 任 何 一 项 新 技 术 的 发 明 和 问 世 均 是 为 了 提 高 抗 干 扰 能 力, 改 善 通 信 效 果 可 以 说, 通 信 技 术 的 发 展 历 史 是 同 干 扰 作 斗 争 的 历 史 抗 干 扰 贯 穿 了 通 信 原 理 课 程 的 各 个 章 节, 传 输 信 道 中 的 干 扰 模 拟 频 带 传 输 的 抗 干 扰 数 字 基 带 和 频 带 传 输 的 抗 干 扰 模 拟 信 号 数 字
传 输 的 抗 干 扰 以 及 受 噪 信 号 的 最 佳 接 收, 构 成 了 课 程 主 要 的 六 章 这 样 就 用 抗 干 扰 这 条 主 线 串 连 了 课 程 内 容, 使 得 较 为 相 互 独 立 的 内 容 条 理 化 和 系 统 化 抓 住 一 个 主 线 理 解 两 个 指 标 通 信 原 理 PBL 教 学 方 案 掌 握 三 种 调 制 把 握 四 个 准 则 设 置 N 个 问 题 图 1 通 信 原 理 PBL 教 学 方 案 理 解 两 个 指 标 有 效 性 和 可 靠 性 有 效 性 和 可 靠 性 是 衡 量 通 信 系 统 的 两 个 重 要 指 标, 分 别 反 映 了 信 号 的 传 输 速 度 和 传 输 质 量 体 现 在 模 拟 通 信 中 就 是 带 宽 和 信 噪 比, 体 现 在 数 字 通 信 中 就 是 码 元 传 输 速 率 和 误 码 率 二 者 之 间 相 互 影 响, 相 互 制 约, 任 何 一 项 新 技 术 均 是 两 个 指 标 和 系 统 复 杂 度 之 间 的 平 衡 如 在 2ASK 2FSK 和 2PSK 中, 2PSK 的 带 宽 和 误 码 率 最 小, 但 实 现 复 杂 度 最 高 ;2FSK 虽 然 误 码 率 优 于 2ASK, 但 带 宽 最 宽 因 此, 细 化 两 个 指 标 有 利 于 深 化 课 程 内 容 掌 握 三 种 调 制 幅 度 调 制 频 率 调 制 和 相 位 调 制 调 制 技 术 是 通 信 技 术 的 核 心 技 术, 是 实 现 现 代 通 信 的 基 础, 也 是 通 信 原 理 课 程 的 重 要 内 容 一 般 从 数 学 原 理 实 现 方 法 解 调 方 法 功 率 谱 带 宽 抗 噪 声 性 能 逐 一 分 析, 相 互 比 较, 这 样 使 学 生 不 仅 理 解 了 三 种 调 制 的 基 本 原 理 和 方 法, 而 且 明 确 了 其 相 互 关 系 和 各 自 特 点, 为 多 进 制 调 制 奠 定 了 基 础 把 握 四 个 准 则 香 农 公 式 奈 奎 斯 特 第 一 准 则 奈 奎 斯 特 第 二 准 则 和 奈 奎 斯 特 抽 样 定 理 这 四 个 准 则 是 通 信 系 统 的 四 个 基 本 定 律, 也 是 通 信 原 理 课 程 中 必 须 掌 握 的 内 容 其 中, 香 农 公 式 是 通 信 系 统 带 宽 信 噪 比 和 信 息 传 输 速 率 三 者 之 间 的 制 约 关 系, 奈 奎 斯 特 第 一 准 则 说 明 了 理 想 系 统 中 无 码 间 干 扰 传 输 和 频 带 利 用 率 之 间 的 关 系, 奈 奎 斯 特 第 二 准 则 指 明 了 实 际 系 统 中 码 间 干 扰 与 频 带 利 用 率 的 关 系, 奈 奎 斯 特 抽 样 定 理 则 是 模 拟 信 号 数 字 传 输 的 理 论 依 据 因 此, 掌 握 这 四 个 准 则, 对 于 理 解 课 程 内
容 至 关 重 要 设 置 N 个 问 题 围 绕 上 述 四 点, 将 课 程 的 核 心 内 容 以 问 题 式 提 出, 有 利 于 激 发 学 生 的 学 习 兴 趣, 提 高 学 习 效 果 几 年 来, 课 程 组 按 照 PBL 教 学 模 式 设 计 了 教 学 方 案, 制 作 了 授 课 教 案 课 件 讲 稿 和 复 习 资 料, 并 将 PBL 模 式 贯 穿 课 程 讲 授 的 全 过 程 在 授 课 前, 将 一 个 主 线 两 个 指 标 三 种 调 制 四 个 准 则 介 绍 给 学 生, 使 学 生 对 课 程 内 容 有 所 了 解, 学 有 目 的, 学 有 重 点 ; 在 授 课 过 程 中, 将 其 揉 在 课 程 内 容 中, 使 学 生 前 后 联 想, 融 会 贯 通 ; 在 复 习 阶 段, 让 学 生 自 行 总 结, 理 解 掌 握 通 过 PBL 教 学 模 式 的 实 施, 学 生 对 课 程 内 容 的 理 解 掌 握 程 度 增 强 如 06 级 学 生 卷 面 均 分 为 71.05 分 05 级 均 分 为 69.75 分 ; 在 对 学 生 的 无 记 名 调 查 中, 我 能 掌 握 这 门 课 程 的 主 要 教 学 内 容 06 级 满 意 和 非 常 满 意 率 为 98.3% 05 级 为 78.3% 3. 强 化 实 践 环 节, 形 成 能 力 培 养 体 系 实 践 教 学 是 对 理 论 教 学 的 验 证 引 深 和 应 用 通 信 原 理 课 程 实 践 教 学 的 设 计 思 想 主 要 是 通 过 三 个 结 合, 实 现 三 个 目 的 即 课 程 内 容 与 实 验 教 学 相 结 合 课 程 内 容 与 SRT 课 题 相 结 合 课 程 内 容 与 毕 业 论 文 相 结 合, 实 现 理 解 掌 握 课 程 内 容 提 高 综 合 分 析 解 决 问 题 能 力 强 化 科 研 意 识 和 科 研 能 力 三 个 目 的 课 程 内 容 与 实 验 教 学 相 结 合 : 根 据 教 学 计 划 的 规 定, 本 课 程 实 验 教 学 10 学 时 5 个 实 验, 采 用 武 汉 众 友 科 技 股 份 有 限 公 司 生 产 的 通 信 原 理 实 验 箱 开 出 实 验 内 容 包 括 三 部 分, 一 部 分 以 验 证 性 实 验 为 主, 如 普 通 双 边 带 调 幅 与 解 调 实 验 2ASK 2FSK 2PSK(2DPSK) 调 制 解 调 实 验 脉 冲 幅 度 调 制 解 调 实 验 脉 冲 编 码 调 制 解 调 实 验 等, 重 点 是 形 象 直 观 地 说 明 调 制 解 调 的 原 理, 加 深 学 生 对 原 理 的 理 解 和 掌 握, 这 些 实 验 在 理 论 讲 授 后 立 即 安 排, 使 得 理 论 课 和 实 验 课 的 教 学 相 得 益 彰 ; 第 二 部 分 是 综 合 性 实 验, 如 数 字 基 带 传 输 系 统 实 验 模 拟 通 信 系 统 实 验 数 字 和 模 拟 通 信 终 端 实 验 等, 重 点 是 使 学 生 了 解 通 信 系 统 中 的 若 干 变 换 与 反 变 换, 掌 握 系 统 的 概 念, 学 会 运 用 所 学 知 识 分 析 问 题 和 解 决 问 题 的 能 力 ; 第 三 部 分 是 开 放 实 验 内 容, 由 于 学 时 少, 可 做 实 验 多, 我 们 将 实 验 内 容 开 放, 学 生 可 根 据 个 人 的 兴 趣 爱 好 进 行 选 做, 也 可 自 行 拟 定 实 验 题 目, 既 有 利 于 提 高 学 生 的 实 践 动 手 能 力, 也 有 利 于 强 化 学 生 的 科 研 意 识 同 时, 考 虑 到 通 信 原 理 内 容 丰 富, 可 做 多 个 验 证 型 和 综 合 设 计 性 实 验, 但 学 时 所 限, 不 能 面 面 俱 到, 只 能 重 点 选 做 因 此, 在 后 续 课 程 MATLAB 语 言 及 应 用 中, 又 利 用 通 信 工 具 箱
中 的 信 源 编 码 纠 错 编 码 信 道 调 制 解 调 等 库 函 数 和 模 块 进 行 了 通 信 原 理 的 计 算 机 仿 真 实 验, 对 硬 件 实 验 进 行 了 补 充 和 完 善 课 程 内 容 与 SRT 课 题 毕 业 论 文 相 结 合 : 为 了 加 深 学 生 对 课 程 知 识 的 理 解 和 应 用, 我 们 将 课 程 内 容 引 深 为 SRT 课 题 和 毕 业 设 计 课 题 通 过 课 题 研 究, 既 扩 展 了 课 程 内 容, 加 深 了 理 解, 又 提 高 了 学 生 的 实 践 动 手 能 力 和 科 研 能 力 SRT 项 目 神 经 网 络 在 自 适 应 均 衡 技 术 中 的 应 用 研 究 先 后 在 天 津 商 学 院 学 报 和 天 津 商 业 大 学 学 报 发 表 研 究 论 文 2 篇, 并 被 评 为 天 津 商 业 大 学 首 届 SRT 优 胜 奖 毕 业 设 计 基 于 递 归 神 经 网 络 自 适 应 均 衡 算 法 的 设 计 与 仿 真 ( 通 信 02 级 杨 金 铸 ) 前 馈 神 经 网 络 盲 均 衡 算 法 的 设 计 与 仿 真 ( 通 信 04 级 李 俊 峰 ) 和 神 经 网 络 在 盲 均 衡 算 法 中 的 研 究 与 仿 真 ( 通 信 05 级 徐 继 英 ) 均 被 评 为 校 级 优 秀 毕 业 设 计 论 文 做 到 了 教 学 促 进 科 研, 科 研 提 升 教 学, 教 研 相 长 近 年 来, 课 题 组 所 指 导 的 学 生 先 后 获 得 大 学 生 电 子 设 计 竞 赛 全 国 二 等 奖 和 天 津 赛 区 一 二 三 等 奖, 以 及 天 华 杯 全 国 电 子 专 业 人 才 设 计 与 技 能 大 赛 天 津 赛 区 三 等 奖 和 优 秀 奖, 发 表 学 术 论 文 9 篇