黄淮学院通信原理卷范文
黄淮学院通信原理卷范文第1篇
时间飞逝而过,不知不觉中又到了期中,在这半个学期的教学过程中,有可取之处也有不足之处,现对半个学期的教学进行总结经验、吸取教训,以便提高自己的业务水平,在今后的教学过程中扬长避短。
结合半个学期的教学及大四学生的实际情况,我主要从教学手段、学风建设和师德建设三个方面进行总结。
(一)教学手段
在讲教学手段之前,我首先介绍一下本课程的课程体系及内容和对本教材的处理,因为这些是和教学手段密切相关的。
本课程内容较多,共分为3个部分。第一部分(第1章~第5章)阐述通信基础知识和模拟通信原理。第二部分(第6章~第10章)主要论述数字通信、模拟信号的数字传输和数字信号的最佳接收原理。第三部分(第11章~第14章)讨论数字通信中的编码和同步技术,以及简要介绍通信网的概念。其中第三部分的内容在《信息论与编码》和其他先修课程中都有介绍,再结合其他学校对本教材的处理和考研的需要,第三部分的内容由学生自学。结合实际把重点放在数字通信这一部分。
本课程目前采用的是传统教学方式,就是在黑板上进行板书教学。由于课程的内容较多,并且有很多的图形,采用传统教学方式使得课程进度比较慢,因为要在黑板上画一些图形,不但耽误时间,有些图形也不是很形象,并且还有很多计算式,这些计算式书上都有,但不写出来又不行,所以说这些浪费了很多课堂上的宝贵时间,致使本课程的进度较慢,比教学进度表滞后。因此如果能采用多媒体教学和传统教学方式相结合的话,效果会比较好。
(二)学风建设
由于我所带的年级现在已经是大四了,有一部分学生要考研,也有一部分学生要考公务员,还有一些学生忙着找工作,所以总的来说他们的学风不太好,上课时的出勤率比较低。在学校及辅导员的强烈要求下,前一段时间的出勤率有所提高。
再加上本门课程确实有一定的难度,它是一门综合性比较强的课程,还用到很多的数学知识,本来学生们的数学基础知识就不是太好,一看到那么多的数学公式,大家都心里上有所抵触。针对这种情况,我在讲课的过程中,对一些不重要的计算过程不做多的介绍,直接给出结论,要求学生们只要知道、理解这个结论并且会用就可以了,不做过多的计算过程。
由于课堂时间是宝贵的,我也不可能每节课都点名,这样太浪费时间了,再说大四的学生也已经皮了,不是很在乎这个,所以也只有多给他们讲道理,讲本门课程的重要性。对于考研的学生,我就告诉他们,本课程在研究生学习阶段也是比较重要的,甚至研究生阶段还有重新学习该课程。另外就是结合自己读研的实际,给他们讲,如果这些比较重要的专业课学的不好的话,一些导师也不乐意带这样的学生,因为带起来太费劲,甚至毕不了业。对一些忙于找工作的学生,我就跟他们介绍,通信方面是一个很好、很有前途的发展方向。如果他们要找这方面的工作,以后想往这个方向发展的话,就要好好的学习本课程,因为本课程是通信方面最基础的课。
这些措施都是为了提高他们对本课程的兴趣,引起他们对本课程的重视,跟辅导员相互配合,把学风建设提高上去。
(三)师德建设
教师的天职是“热爱学生”,做为一名教师,首先应该热爱学生,打心底里去喜欢他们,这样才能够以饱满的热情去教学,去上课。
教师还要做到“言传身教”,甚至很多时候言传还不如身教。为人师表,处处要起到表率作用,以自己的实际行动去影响学生。
我们还要做到好好备课,认真的上好每一节课。即使大四的学生很多人都不好好听课(忙于复习考研、考公务员),但在我尽自己最大努力劝解他们好好听课之后,他们实在不好好听的话,我也没有办法,但我仍然甚至更加努力的去备每一节课,上好每一节课,这是作为一个老师应该做到的最基本的工作。
我们还要经常跟学生谈心,以便掌握他们的思想动态,以及对本门课程的看法,对老师的看法,或是学生对我们教学有什么好的意见或建议,我们都可以及时的掌握,及时的调整,及时的改进,这也有助于提高我们的业务水平,师生之间取长补短,共同提高。
黄淮学院通信原理卷范文第2篇
091180024代岳 通信工程
众所周知,《通信原理》是电子、通信、计算机、自控和信息处理等专业的重要基础课,所以我们通信工程专业的同学在本学期除了平时要上每周2次,每次2节的通信原理理论课程外,还要上每周1次持续3个小时的实验课来帮助我们理解通信原理课的知识,使同学们掌握和熟悉通信系统的基本理论和分析方法,为后续的学习打下良好的基础。
在做本学期的实验前,我以为跟以往的电子类实验差不多,以验证为主,不会很难做,就像以前做物理实验一样,课上按照要求做完实验,然后课后两下子就将实验报告写完,下次课上一交,就OK了。直到做完本学期所有的通信原理实验时,我才知道其实并不容易做,因为自主设计占了很大一部分,需要查找资料和跟不断跟同学讨论问题来解决难点,但学到的知识与难度成正比,使我获益良多. 首先,在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就很可能会听不懂,这将使我们在做实验时的难度加大,浪费课上完成实验的宝贵时间。比如做BPSK自行设计的实验,你要清楚BPSK系统的传输特性以及输入输出序列的原理,如果我们不清楚,在做实验时才去探索讨论,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半。同时,做实验时,一定要亲力亲为,不要钻空子,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,最好能理解明白。在完成实验后,还要进行一定的复习和思考。只有这样,你的才会印象深刻,记得牢固。否则,过后不久,也许是半个学期,就会忘得一干二净,这是很糟糕的一种情况。在做实验时,老师还会根据自己的经验,将一些课本上没有的知识教给我们,拓宽我们的眼界,使我们认识到通信原理实验的应用是那么的广泛,可以大大增强我们的探索的兴趣。
黄淮学院通信原理卷范文第3篇
摘 要:传统监测微功率无线通信信号对电能表干扰的方法,没有明确路径损耗数据,导致方法存在监测效果较差、信号捕捉率较低的问题,提出一种新的干扰监测方法。基于ZigBee技术,完成微功率无线组网方式的选取,通过预测无线信号在各地区的路径损耗数据,计算各地区无线信号的分布情况,并构建干扰监测模型,利用频谱分析仪测量无线通信信号的频率,并通过电磁辐射分析仪,完成对电能表天线附近电场强度的检测,实验结果表明,研究方法的监测性能更好,且微功率通信信号捕捉率更高,综合有效性更好。
关键词:微功率;无线通信;通信信号;干扰监测;ZigBee技术
Research on Interference Monitoring of Micropower Wireless Communication Signals to Electric Energy Meter
Yang Mei
(Weinan Vocational and Technical College, Weinan 714000, China)
Key words:micropower; wireless communication; communication signal; interference monitoring; ZigBee technology
0 引言
微功率無线通信技术具有功耗低、通速率高、组网自由度高等优点,因此微功率无线通信技术在电能表中的应用,成为无线通信领域发展的必然趋势,但也成为了电能表的干扰因素,因此针对于微功率无线通信信号对电能表的干扰监测研究,成为改进电能表中微功率无线通信技术的重要依据[1]。微功率无线抄表技术是近年来新兴起的先进抄表技术,在使用该技术后,抄表速率得到大幅度提升,因此越来越多的电力公司重视并使用这一技术,甚至有更多的电力公司将该抄表技术设置为主体技术,其它技术设置为辅助技术。微功率无线抄表技术的快速发展,将会推进更多地区和领域使用微功率无线通信产品[2]。
装有微功率无线通信信号的智能电能表在运行时,会导致无线通信信号的质量下降,并且通信距离也会受到限制,当电能表使用的开放频段为470MHz无需授权频段时,就可能出现通信中断的情况,电能表通信信号会受到微功率无线通信信号的干扰,使电能表的工作质量与工作效率受到严重影响,会给供电企业带来巨大的损失,甚至也会给用电户带来一些用电故障或危险。因此,当下的微功率无线通信信号对电能表的干扰监测研究十分重要。
文献[3]提出微功率无线通信信号对电能表的干扰研究,为分析微功率无线通信信号对智能电表的干扰,针对国家电网公司企标中对微功率无线发射机功率不超过50mW的要求,对符合该标准产品的无线通信信号所产生的电场强度进行理论计算和实际采样测试,该方法能够实现微功率无线通信信号对电能表的干扰监测,但是检测准确性较差;文献[4]提出基于核回归的移动通信信号干扰评估算法研究,构建对非参数核回归预测模型,并改进模型的预处理过程和预测权重,优化窗宽和核函数参数,同时结合频谱仪、工程移动通信设备等专业测量仪器实测获得的数据,完成对实际干扰的监测,但是该方法的监测时间较长。
针对以上问题,提出微功率无线通信信号对电能表的干扰监测研究,以提高微功率无线通信技术质量。
1 微功率无线通信信号对电能表的干扰监测模型
基于微功率无线通信信号对电能表的干扰监测模型的构建,可以从微功率无线组网方式、干扰监测模型的测试原理、干扰监测模型的测试方案3方面进行研究分析。
1.1 微功率无线组网方式
基于ZigBee技术,完成微功率无线组网方式的选取,ZigBee技术是一种比较简单的近距离、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术,该技术主要应用于短距离通信传输与远距离通信网络控制。ZigBee技术在微功率无线组网方式的应用构架如图1所示。
微功率无线组网方式由应用软件管理控制,并运用网络层通过两种不同方式,将通信信号传输到物理层,利用介质存取层与数据链路层,实现对通信干扰信号的监测。ZigBee网络技术在实际应用中,具有极强的组网能力,如充当节点进行收发数据,为设备提供路由服务功能等。该技术拥有3种组网方式,分别是星型组网、树状组网以及网状组网,3种不同的组网方式均属于拓扑结构,其中网状组网方式在覆盖范围与网络自愈能力均优于另外两者,因此针对电能表的微功率无线通信方式,本次研究采用网状组网方式[5]。
1.2 干扰监测模型的构建
由于无线信号具有空中衰落的性质,导致微功率无线通信信号对电能表会产生干扰,无线信号的空中衰落包含快衰落、慢衰落、路径损耗3种衰落方式,且无线通信信号的路径损耗在各种环境条件下都会存在,其中快衰落与慢衰落是由于地理环境及其他因素,而造成的衰落速率不同的两种衰落[6]。
为实现微功率无线通信信号对电能表的干扰监测测试,需要建立在无线通信信号的传播模型的基础上,利用干扰监测模型的原理与依据,建立无线信号传播模型,通过预测无线信号在各地区的路径损耗数据,再根据数据来计算各地区的无线信号的分布情况。目前无线信号的传播模型大多是经验模型,而主要运用的是经验模型中的自由空间模型,自由空间模型是无线通信信号传播中最简单的模型,无线电波的损耗只与传播距离和电波的频率有关[7]。自由空间模型中的信号传播计算公式如下:
式中,x表示路径损耗;l表示距离;λ表示无线电波的波长。
其中无线电波的波长可以根据电波频率进行计算,其公式为:
将公式(2)代入公式(1)中,得到数据模型为:
该模型为自由空间的数学模型,即干扰监测模型[8]。
1.3 干扰监测模型的测试方案
基于ZigBee技术,实现微功率无线通信信号对电能表的监测监控,并采用的组网方式。ZigBee技术的不断普及,使基于ZigBee技术的无线通信监测技术得到升级完善[9]。因此本次研究建立一种室内互联互通的微功率无线通信模型,以测试无线通信信号对电能表的干扰。室内模型搭建如图2所示。
如图设立7个测试点A、B、C、D、E、F、G,在每一个测试点分别放置一个计量箱,并在计量箱中放入多个微功率智能电表,为模拟用户们的实际使用情况,应在各个测试点之中搭建测试节点,图中箭头的连接表示节点连接的作用。根据自由空间模型中,无线通信信号传输距离与路径损耗之间的关系,可推测能耗关系。在进行组网测试时应让C、D、F、G 4点与A点的路径损耗足够高,以保证这4点与A点的通信需要借助B、E两点的测试节点。以此证明出,在无线通信信号进行远距离传输中,会有更高的路径损耗。计算公式如下:
式中,γ表示节点损耗因子;L表示路径长度;t表示远距离传输时间。
2 基于干扰模型的微功率无线通信信号电场强
度监测
2.1 微功率无线信号的通信原理及干扰原理
微功率无线通信是一种利用电磁波信号,在自由空间内传输信息的无线通信技术。电磁波的产生、改变与接收,都会产生电磁场,对于微功率无线通信信号的电磁场如图3所示。
图3表示半波偶极子天线在发射或接收微功率无线通信信号时,所产生的电磁场。无线通信信号在转发后会被调制成为正弦波,电压会出现极性变化,导致电能表中天线与其它电子原件之间产生微弱的电场,而电场的产生必然会形成磁场,此极性变化与天线及附近原件的电流方向会在一个周期变换两次[10]。这样电场与磁场的变化也就呈周期性变化,并且周期与电流变化周期相同,这种周期性变化的电磁场,就成为了电能表的干扰源,并且会影响到电能表的稳定性。微功率无线通信信号对电能表的干扰性的强度,与微功率无线通信信号所形成的电磁场存在一定关系:随着电场强度的增加,电能表的稳定性会降低,并且随着关系曲线斜率的降低,电能表的数值会趋近一个稳定数,而此时电能表的稳定性已经受到了很大的影响,严重的影响了电能表的正常运行。
2.2 470MHz微功率无线信号电场强度的测试
微功率无线信号产生的电场强度与电能表的干扰性,存在一定关系。因此可以通过检测电能表的电场强度,来完成对微功率无线通信信号电能表的干扰监测。接下来要针对电能表中常用的470MHz微功率无线信号,进行电场强度的测试。
2.2.1 微功率无线信号功率测试
为检测电能表的电场强度,首先要测量无线信号的功率,虽然电能表的无线信号的功率会标明出范围,但也要经过实际测量来确定无线信号的功率,是否符合测量要求,限制范围为470MHz~480MHz。本次研究采用高精度的专业测量仪器:安捷倫E4440频谱分析仪,该仪器可按照国际标准,测量无线通信信号的频率,实现电能表无线通信信号功率的高精度测量。测量仪器测试结果如图4所示,其显示数据为476.3HMz,表示该电能表达到了测量标准,能够用于完成对电场强度的测量。
2.2.2 电能表天线附近的电场强度测试
采用德国的先进设备,完成对电能表天线附近电场强度的检测,该设备为PMM8053电磁辐射分析仪,电磁波由天线发射与接收,因此在天线附近的电场强度最强,需要将设备的测试探头放在接近电能表发射天线附近,并尽量接近天线,但不能使测试探头与天线接触,以避免损坏仪器,测试结果如图5所示。
图5中设备所显示的数值为90.05V/m,即为该设备检测的电能表天线附近的电场强度。当电能表的场强在10V/m内时,不会发生故障和误差,因此可以证明该电场强度的大小已经能对电能表产生较大干扰,会使电能表的稳定性会受到一定的影响。
3 实验研究
3.1 实验目的
为了验证本次研究方法的综合有效性,进行对比实验,与文献[3]方法、文献[4]方法进行对比,通过对比3种方法,在同一微功率无线通信信号下对电能表的干扰监测性能,比较分析研究方法的监测能力,实验设备如图6所示。
3.2 干扰监测性能对比实验
首先检测不同方法的干扰监测性能,通过对比不同方法的信号监测频率及范围,来检测方法的监测性能,信号监测范围越大,且分布越规律,表示方法的监测信号越稳定,监测性能越好,实验结果如图7所示。
分析图7可知,文献[3]方法的信号频率在-40~10Hz之间,监测范围较小;文献[4]方法的信号频率虽然范围较大,但是规律性较差;而研究方法的信号频率范围在-40~40Hz之间,且分布规律,信号稳定更高。通过以上数据可以证明,本次研究的监测方法在监测范围与信号稳定性上均优于传统监测方法,可以体现出研究方法在微功率无线信号监测上的可行性与可发展性。
3.3 信号捕捉率对比实验
检测不同方法的信号捕捉率,信号捕捉率可以体现方法监测信号的能力,捕捉率越高表示方法的性能越好,3种方法的捕捉率如图8所示。
通过图8可知,文献[3]方法的捕捉率始终低于70%,献[4]方法的捕捉率始终低于69%,而研究方法的捕捉率在65%~96%之间,且不同时刻下均高于传统方法。对微功率无线通信信号的捕捉率,可以体现方法监测微功率无线通信信号对电能表干扰性的高效性,捕捉率数值越高,表示方法的有效性越好,通过实验数据可以证明,本次研究的监测方法性能更高,这是由于该方法建立了微功率无线组网模型,能够实现对微功率无线通信信号的捕捉,提高了方法捕捉信号的效率。
4 结语
通过建立微功率无线通信信号对电能表的干扰监测模型,完成对微功率无线通信信号电场强度的监测分析,能够确定微功率无线通信信号会对电能表产生一定干扰,并给出监测干扰的有效方法。同时将研究监测方法与传统监测方法进行对比实验,通过实验数据证明了研究监测技术的优势。本次研究方法能够进一步推进微功率无线通信信号对电能表干扰监测技术的发展,为研究出降低甚至阻断干扰的方法,提供有力的依据。
参考文献
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黄淮学院通信原理卷范文第4篇
铁路GSM-R数字移动通信系统(以下简称GSM-R)是铁路专用移动通信网,是直接为铁路运输生产和铁路信息化服务的综合通信平台。是 无线铁路通讯经济全面的解决方案。
作为一个安全的平台,GSM-R为铁路公司的工作人员之间,包括司机、调度员、调车员、机车工程师和站台人员,提供了语音和数据通讯技术。
GSM-R是众多欧洲铁路公司10年来精诚合作的结果。为了使用单一通讯平台达到互操作性的目的,GSM-R标准结合了此前在欧洲使用的35个模拟系统的所有核心功能及丰富经验。
作为一个安全的平台,GSM-R为铁路公司的工作人员之间,包括司机、调度员、调车员、机车工程师和站台人员,提供了语音和数据通讯技术。GSM-R推出了一系列先进功能,如语音组呼、语音广播、基于位置的寻址、以及紧急抢占通话权等,从而大幅改善了工作人员间的通讯、协作和安全管理。GSM-R符合新的欧洲铁路运输管理系统(ERTMS)标准,可将信号直接发送给列车司机,从而提高了列车速度,增加了运输密度,同时增强了行驶的安全性。
选择基于GSM的GSM-R技术是这个标准大获成功的原因之一。GSM-R继承了GSM经济性的规模,经证明是基于铁路运营商级平台的、最经济有效的数字无线通讯网络。GSM-R超越了语音和信号服务的范围。一些新兴的应用服务,货物追踪、车厢和站台的视频监测、以及乘客信息服务等,都将使用GSM-R技术。
GSM-R是一项目前在全球15个国家成功运营的技术。尽管GSM-R技术规范在2000年才制订完成,但已经广泛用于世界35个国家,包括欧盟所有成员国,而且亚洲、亚欧大陆和北非使用该技术规范的国家数量也在逐月增加,从而使GSM-R成为发展最快的无线网络市场。
GSM-R通信系统简介
GSM-R在GSM公众移动通信系统平台上增加了铁路运输专用调度通信功能。
GSM-R通信技术起源于欧洲,目前在德国、瑞士、荷兰、意大利等国家均已进入商业运用。由于GSM-R具有适应铁路运输特点的功能优势,以及更符合通信信号一体化技术发展的需要,因此铁道部2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路专用通信的发展方向。GSM-R在GSM公众移动通信系统平台上增加了铁路运输专用调度通信功能。GSM-R通信系统包括:交换机、基站、机车综合通信设备、手机等设备组成。以青藏铁路为例:青藏铁路是世界上海拔最高的铁路线,青藏线北起青海省格尔木市,途经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪,翻越唐古拉山进入西藏自治区境内后,经安多、那曲、当雄至西藏自治区首府拉萨市,全长约1142km。绝大部分线路在高原缺氧的无人区。为了满足铁路运输通信、信号及调度指挥的需要,采用了GSM-R移动通信系统。青藏线GSM-R通信系统实现了如下功能:
1、 调度通信功能
调度通信系统业务包括列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通信等。
2、 车次号传输与列车停稳信息的传送功能
车次号传输与列车停稳信息对铁路运输管理和行车安全具有重要的意义,它可通过基于GSM-R电路交换技术的数据采集传输应用系统来实现数据传输,也可以采用GPRS方式来实现。
3、 调度命令传送功能
铁路调度命令是调度所里的调度员向司机下达的书面命令,它是列车行车安全的重要保障。采用GSM-R系统传输通道传输调度命令无疑将加速调度命令的传递过程,提高工作效率。
4、 列车尾部装置信息传送功能
将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-R通信系统,可以方便地解决尾部风压数据传输问题。
5、 调车机车信号和监控信息系统传输功能
提供调车机车信号和监控信息传输通道,实现地面设备和多台车载设备间的数据传输,并能够存储进入和退出调车模式的有关信息。
6、 列车控制数据传输功能
采用GSM-R通信系统实现车地间双向无线数据传输,提供车地之间双向安全数据传输通道。
7、 区间移动公务通信
在区间作业的水电、工务、信号、通信、供电、桥梁守护等部门内部的通信,均可以使用GSM-R作业手持台,作业人员在需要时可与车站值班员、各部门调度员或自动电话用户联系。紧急情况下,作业人员还可以呼叫司机,与司机建立通话联络。
8、 应急指挥通信话音和数据业务
黄淮学院通信原理卷范文第5篇
摘 要:《通信原理》是通信工程、电子信息等信息类专业设置的一门较抽象的主干课程,为了使学生更容易、更深刻地理解通信原理中一些重要理论和实验现象,本文基于虚拟仿真技术搭建了通信原理实验平台,从实验平台的搭建、调试方法和效果、实验结果等方面介绍了该实验仿真平台的整体构思和具体功能,将相关实验步骤通过动画的形式进行演示,使学生在课程与实验的学习中获得更直观的教学感受,旨在在《通信原理》实验教学中进行相应的教学改革。
关键词:通信原理 虛拟仿真 实验平台 教学改革
通信原理相关实验主要包括了信源编码技术、基带传输编译码技术、基本数字调制技术、信道编译码技术、同步技术等重要的内容,具有比较强的理论应用性。随着现代通信技术的不断发展,许多高等工科院校的通信工程、电子信息科学与技术、电子信息工程等专业已将通信原理及实验课程列入必修专业课程,甚至一些高等院校更是将通信原理及实验作为重点课程开展相关建设[1-4]。
通信原理主要是分析了信号在数字通信系统中的信道编码技术、调制、解调以及信号在信道传输方式等关键技术。通信原理实验课是将抽象的原理实际化,将信号在通信原理实验箱中经过信道编码、信号调制、信号解调等过程,进而直观地感受到信号波形变化的过程,进一步地掌握通信原理中的关键技 术[5]。作为一项面向实际测量与通信的学科,其应用性极强,但是实际教学经验中,一些现实问题表现十分凸出,主要集中在以下两个方面:
(1)由于通信原理的实验对信号质量要求比较高,故对实验箱所用到的信号处理芯片要求高,而电路中的各种电子元器件、模数和数模转换模块等,这些信号处理芯片以及电子元器件不仅容易因实验失误造成损坏,而且更换器件也较为麻烦,更重要的是相关实验箱价钱昂贵,无法满足学生单独操作实验的需求。并且即使实验指导老师都会一再强调实验操作的规范性与安全性,但是学生数量众多、实验箱使用频繁,终归还是免不了有实验系统芯片和电子元器件的损坏,造成不必要的财务损失[6]。
(2)通信原理实验系统复杂且抽象,使实验教学面临困难。由于通信原理实验需要掌握一定的理论,但其理论多且抽象,要求学生在实验箱设备连线准确后方可上电,最后通过示波器观测信号波形。能否观测到正确的信号波形需要一个复杂的调试过程:一方面需要在设置正确的实验参数下,确保在实验箱连线的无误;另一方面由于信号较为抽象,需要借助示波器对信号进行观测。这就导致在调试某一个实验时,需要花更多的时间在参数设置、设备连线及示波器调试上才能更准确观测到实验效果,而实验课堂的时间又较为有限。
因此,希望建立一个通信原理实验虚拟仿真实验平台,能够对现有的通信原理实验教学,如信源编码技术、基带传输编码技术、基本数字调制技术、信道编码技术等实验教学进行一次较大的教学改革,使得相关课程实验内容能更好更有效地开展,提高学生的实际操作和创新能力[7]。
2 通信原理实验仿真平台结构及功能
通信原理实验仿真平台的建立将可为通信原理、移动通信、高频电子线路、光纤通信等多门通信类实验课程的多个实验提供虚拟仿真的实验平台,如HDB3码型变换实验、卷积码编译码实验、ASK调制及解调实验等。根据通信原理实验教学的具体要求,本文初步设计的通信原理实验仿真平台总体界面如图1所示。可见,界面上可以完成模拟信号源功能、数字信号源功能、通信原理实验菜单功能、模块设置功能、系统升级五种功能的设置。下面以模拟信号源共设置为例进行说明。
模拟信号源菜单由“信号源”按键进入,该菜单下按“选择/确定”键可以依次设置:“输出波形”→“ 输出频率”→“ 调节步进”→“音乐输出”→“占空比”(只有在输出方波模式下才出现)。在设置状态下,选择“选择/确定”就可以设置参数了。
(1)“输出波形”设置。
一共有6种波形可以选择:正弦波:输出频率 10Hz~2MHz;方波:输出频率 10Hz~200kHz;三角波:输出频率 10Hz~200kHz;DSBFC(全载波双边带调幅):由正弦波作为载波,音乐信号作为调制信号,输出全载波双边带调幅;DSBSC(抑制载波双边带调幅):由正弦波作为载波,音乐信号作为调制信号,输出抑制载波双边带调幅;FM:载波固定为20kHz,音乐信号作为调制信号。
(2)“输出频率”设置。
“选择/确定”顺时针旋转可以增大频率,逆时针旋转减小频率。频率增大或减小的步进值根据“调节步进”参数来。在“输出波形”DSBFC和DSBSC时,设置的是调幅信号载波的频率;在“输出波形”FM时,设置频率对输出信号无影响。
(3)“调节步进”设置。
“选择/确定”顺时针旋转可以增大步进,逆时针旋转减小步进。步进分为:10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz五档。
(4)“音乐输出”设置。
设置“MUSIC”端口输出信号的类型。有三种信号输出“音乐1”、“音乐2”、“3K+1K正弦波”三种。
(5)占空比”设置。
“选择/确定”顺时针旋转可以增大占空比,逆时针旋转减小占空比。占空比调节范围10%~90%,以10%为步进调节。
以信道编译码技术中的卷积码编译码实验为例进行介绍,首先,根据实验步骤启动通信原理实验仿真平台总体界面;其次,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【卷积码编译码及交织】;接着在信道编译码模块中调节编码类型为:卷积码编码,编码模式为:无差错模式,使得系统的初始状态为:编码输入8K数据的无差错卷积编码模式;最后添加示波器用于观测信道编译码模块中的编码输入数据,卷积编码输出,卷积译码输出等数据。
当以正确的方法设置好参数,以及正确地将信号源模块跟信道编译码模块连接后,最终可以观测到正确的实验结果,由此来虚拟仿真整个实验过程。学生经过了虚拟仿真平台的操作后,更好地理解和掌握了实验原理、操作方法后,再到实际操作平台中选择实际的实验模块,完成卷积码编译码实验步骤并调试出实验结果。
此虚拟平台的建立,能很好地解决在这个实验中的2个问题:(1)避免了设计方法、方案抽象。因通信原理实验原理抽象,教师在实验课堂上对相关实验内容进行讲解时,学生对复杂的理论过程难以快速接受,造成实验进展速度缓慢。而虚拟仿真平台的搭建,给学生自主实验设计提供了条件,动画式的实验步骤和相应结果令学生更容易理解知识点;(2)避免不必要的材料损耗。因设计信道编码技术的步骤抽象且复杂,一旦出现步骤出错,连线错误,轻则不能调试出实验结果,重则烧毁通信原理实验箱,造成财务损失。
3 结语
本文搭建的通信原理实验仿真平台功能虽还未十分完善,但其使用灵活、调试简单、调试结果稳定性好,整体上具有较好的鲁棒性,具有较大的发展和开发潜力。该实验仿真平台的搭建对通信原理实验教学及相关的课程实验教学具有一定的推动性,在实际教学应用中,该平台的使用不仅可以激发学生学习的主动性、创新性,提高学生的思考和实际操作能力,还能在一定程度上减轻教师的工作量,对通信原理实验的教学改革有一定的促进及参考作用。
参考文献
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黄淮学院通信原理卷范文第6篇
通信原理课程设计心得体会一
一学期的通信原理课程结束了,但我对通信原理的学习永远不会结束。经过一个学期的学习我对通信原理有了深刻的认识,我知道这还远远不够,今后的日子里我要更加努力学习通信原理。学习是个艰难的过程,厌烦过,沮丧过,但同时也是充满着激情和快乐的。我想不管干什么都要自信,千万不要轻易的放弃,只要坚持不懈,一定会有结果的。
按照我的传统理解,通信就是信息的传输,在当今高度信息化的社会,信息和通信已经成为现代社会的命脉。所以我们要好好学习通信原理,可以预见,未来的通信系统对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。
通信原理是电子、通信、计算机网络专业的一门理论性较强的专业基础课程,课程的重点是通信系统的性质、信号的传输、检测、处理的基本原理和方法以及信号调制,量化,编码,处理和传输的应用。该课程的特点是概念比较抽象,分析求解所用的数学知识较多。该课程的难点是理论性较强和比较抽象,然而我的数学基础并不够扎实,因此在数学分析与计算方面是一个难点,还有就是缺乏工程背景,而这门课又结合实际比较多,所以学这门课程并不容易,但我们要好好学习通信原理。
对于通信原理这门课,一开始觉得很难,而且听学长们说通信原理是很难的课程,平时一定要好好学,不然自己学习习的日子根本就抓不到要点了。事实上好像也是如此,当然对于我这样的人,上课时也不算是比较认真的,但是半学期的学习,我对通信原理确实有了一定的了解和认识。我知道学好通信原理需要一定的数学基础,所以我又翻阅了一下高数课本。翻阅高数课本之后,感觉轻松了一些。我认识到要完成通信,首先要对信号有一个充分的了解与认识,为了对这个信号进行传输我们要进行调制,并选择合适的信道,当然还要考虑噪声的干扰;在接收端我们通过解调把原始信号解调出来以完成我们的通信。
虽然该课程在学习上很困难,但我发现该课程在组织上遵循由特殊到一般、再由一般到特殊的符合认识规律的顺序,由通信系统性能分析到实际调制解调框图的设计等具体问题的应用的规律,后来又结合上机实验学习了MATLAB工具软件,通过Simulink或者MATLAB程序进行通信系统仿真,加深了我对通信系统的理解。
以上是我的学习心得,对于本门课程本想提出课程建议,但是老师讲的挺好的,基本没有什么建议可提。并且感觉老师讲的越来越好了,颜渊曾经这样评价自己的老师孔子,“仰之弥高,钻之弥坚,瞻之在前,忽焉在后。”现在我的感觉就是越来越发觉老师不但学识渊博,而且讲课很好,对待学生也是循循善诱。在这里感谢老师的栽培,以后我要更加努力学习,我知道成功不是那么随随便便,不过,我相信,我可以做到!
通信原理课程设计心得体会二
这门课程主要研究如何有效可靠地传输信息。本课程特点是系统性强、概念抽象、数学含量大。首先建立了通信系统的概念和组成,其次在各章深入介绍各个部分的性能。从整体到局部,思路明确,框架结构清晰。
这门课程理论性较强,主要侧重研究通信系统中每个模块的实现和性能分析。在这门课程中,主要讲解了通信系统基本概念,确定信号和随机信号分析,信道研究,模拟调制系统,数字基带,带通传输系统以及信源,信道编码等内容。
通信原理这门课,一开始就觉得很难,看到好厚的书、一大堆的数学推导公式就慌了。刚开始听课时,涉及到很多信号与线性系统、工程数学里的知识,老师讲课时,我们一脸茫然。后来通过下来复习前期课程,将以前知识重新拾起,而且老师在课堂上也不断引导我们回顾,慢慢地我们适应了通信原理的学习。学习过程中主要使用了以下几种学习方法。
1、建立数学模型的学习方法。将通信系统模块化,我们并不需要了解各个部分具体的电路连接和实现,我们将其用一个模型来代替,研究这个模型的性能。例如在调制解调时,我们注重的是调制的几种分类,他们分别在带宽,抗噪声性能,实现难易程度上的特点。根据不同的条件需要来采用不同的调制。
2、总结分类对比的学习方法。学习过程中,我们不能死记硬背的记模块的性能,相互对比有助于更好理解。模拟调幅波学习时,我们可以将AM,DSB,SSB几种性能做一个简单的总结,将他们优缺点相互对比,既简单又明了还记忆印象深刻。
3、简单逻辑推理的方法。在通信系统中,每种技术的使用都是有原因的。通过简单的推理可以将各种措施方法将相互联系,将各部分之间联系起来,更好的从整体上把握。在数字基带通信中,很容易产生码间串扰,为了消除这种现象,我们采取理想低通和余弦滚降特性的设计。根据他们各自优缺点,我们又引进部分响应这一改进技术。这样我们很容易将这几个知识点联系起来并更好地理解。
4、数学工具的应用。本课程数学推导多且繁琐,但是我们要记得,数学推导过程是我们借助的工具,并不是我们的重点。很多时候我们只要掌握了推导方法即可,千万不要陷入数学计算的漩涡中。
很幸运李世银教授带领我们学习这门课程。老师讲课很有经验,非常有特点。他系统概念很强,善于总结。每堂课前总会带领我们回顾上节课讲过的重点内容,将每章节之间都联系在一起。老师注重启发式教育,每次讲解新的概念时,他不会直接给出而是通过前序章节的学习带我们分析现有系统的状态存在的问题,以此来引入新的概念。通信原理理论性强又比较抽象,李老师经常会举日常生活中例子让我们更好地理解知识点。他人和蔼可亲,上课与大家互动特别多,带动上课的积极性,避免一味讲课灌输式学习。课堂上我们的思想是活跃开放的,不断思考老师提出的问题并和老师互动交流,提高了学习的热情和积极性。
黄淮学院通信原理卷范文
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