扩频通信原理分析论文范文

扩频通信原理分析论文范文第1篇

【摘要】首先分析了通信原理课程的教学改革现状，为解决教学难点问题创立了虚拟仪器通信原理教学平台，平台涵盖通信原理课程的全部主要内容，形式新颖，将通信系统如动画般展示，在一定程度上解决了课程难教难学的教学难题。

【关键词】通信原理；虚拟仪器；教学平台；LabVIEW；教学改革

一 通信原理课程的地位及教学特点

当今世界已进入了飞速发展的信息时代，通信技术与传感技术、计算机技术紧密结合，成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。培养满足社会需要的通信专业人才成为高等院校通信工程专业教学改革的重点问题。通信原理是通信工程专业的一门重要专业基础课程，也是一门专业标志性课程，是以概率论与数理统计、电路、模拟电子线路、信号与系统、随机信号分析等课程为先修课的专业基础课，为后续专业课程奠定基础，在专业课程设置中起着承上起下的关键作用，占有重要的教学地位。课程所包含的内容是通信工程专业本科生的知识结构中必须具备的重要部分，为学生形成通信专业的理论体系与技术思想 发挥着重要作用，对于专业建设等教学研究工作有着重要的支持作用[1]。

课程的教学特点是：（1）基本概念和基本原理都很抽象，数学公式和理论推导相对较多，数学基础要求高，理论性比较强，是信号理论和系统理论的延伸和推广，教材偏重数学分析，对通信原理的物理过程讲述不够，学生感觉枯燥难懂，难以引起学习兴趣。（2）内容较多，涉及的知识面宽。随机信号的分析是全书的基础，模拟调制、数字调制、信源编码和信道编解码、数字基带系统、数字系统的最佳接收等在课程中都非常重要，需要一系列先修课程的支持，学生知识储备不足。（3）教师在讲课中不仅要使同学扎实掌握各个基本知识点，而且要将通信系统的各部分内容有机串联起来，使学生掌握各个知识点和整个通信系统的关系，如何在有限的学时内完成教学任务也是一个难题。总之，本课程教与学的难度都很大[2][3]。

二 课程教学改革的现状、难点及对策

在高等院校中，针对通信原理课程的特点，进行了广泛的课程教学改革，取得了很多优秀成果，如省级、国家级精品课、优秀教学成果奖。目前本课程教学改革的主要优秀成果如下：

（1） 采用综合实验箱。将每箱一个实验的传统实验箱改变为可做多个实验的模块化综合实验箱，提高了性价比，增加了实验项目。

（2） 将仿真软件应用于通信原理实验，丰富实验内容。目前通信系统的仿真主要分为软件仿真和硬件仿真。软件仿真是依据通信原理实现通信系统的虚拟仿真； 主要有MATLAB/Simulink、SystemView等；硬件仿真是从系统的硬件实现的角度仿真实际电路，主要有EWB/Multisim、PSpice、Protel、QuartusⅡ、ADS等[4]。

（3） 采用现代教育手段。采用幻灯片、多媒体课件、网络等现代化教学手段和一些仿真软件等搭建网络通信原理教学平台，共享教学资源，学生能够通过网络进行理论学习并可进行网上仿真实验等，教学内容更加丰富生动，便捷的网络沟通手段和互动的网络平台打破了传统教学模式的时空限制，扩大了学生的自学空间，提供了交互式、开放式、自主式的新学习模式[5]。

从当前教学改革成果来说，综合实验箱、软件仿真实验、建立网络教学系统等丰富的教学形式取得了很好的效果，非常值得学习和借鉴。但也存在下列突出的热点、难点问题：

（1） 综合实验箱仍存在一些不足。没能克服硬件验证性实验固有的动手多、动脑少的缺点；实验数目增加了，但由于通信原理课程内容较多以及硬件的制约，综合实验箱不可能全部覆盖理论教学内容，仍然存在盲区。

（2） 基于MATLAB/Simulink、SystemView等平台提供的通信模块都是封装好的，模块的内部结构看不到，通信原理课程讲授的恰恰是内部的具体实现，是要求学生掌握的主要内容，因此只能进行系统级仿真，不能进行波形级仿真，没能从根本上脱离验证性实验的模式。

（3） 以MATLAB/Simulink、SystemView等为代表的软件仿真是虚拟的、原理级仿真，没有相应的硬件支持，不能硬件实现。以EWB/Multisim、PSpice、ADS等为代表的硬件仿真，从系统的硬件实现角度仿真实际电路。这两类仿真各自独立进行，两者之间缺乏联系和衔接，使学生感觉理论和实际之间有距离。没有既能实现原理级的仿真，又可作为硬件实现的通信平台将理论和实际衔接起来。

（4） 网络课堂的电子资源有待进一步完善。在电子教案中，有些含有Flash制作的动画，帮助学生理解原理，但Flash动画也只停留在演示结果的层面上，不是真的通信系统。以 MATLAB/Simulink、SystemView等软件仿真只能进行系统级仿真。

为解决上述教学改革中突出的热点、难点问题，在多年的教学中不断摸索积累，结合通信系统构成具有模块化的特点，采用虚拟仪器开发工具LabVIEW开 发了通信原理教学平台。

三 虚拟仪器通信原理教学平台的组成和特点

LabVIEW是图形化编程环境，它的最大优点是直观易学，编程效率高，在开发各种仪器及虚拟电路方面有其独到之处。LabVIEW不仅仅是一种编程语言，更是一种高度交互式的开发环境，用来快速设计原型和进行应用程序的渐进式开发，从测量、 自动化到实时嵌入式系统，再到通用场合。LabVIEW具有对FPGA编程下载的能力，具有数据采集卡驱动程序，所以LabVIEW也是一个硬件设计工具。其计算、分析、显示功能，丰富的信号分析和处理方面的库函数以及软、硬兼备特性非常适合通信系统的设计与分析[6]。

但LabVIEW的商用通信软件包提供的通信模块都是封装好的，内部结构看不到，这一点与MATLAB/Simulink、System View等仿真语言的语句类似。通信原理课程要学习的恰恰是内部的具体实现，要使LabVIEW应用于通信原理教学中必需花大力气自主开发通信软件包。为解决此难题，在我校实验技术基金的支持下进行了教改立项，项目组成员分工合作，结合通信原理的教学，针对各种基本通信系统的各种调制方式和编码方式，编写出了具有自主知识产权的虚拟仪器通信原理教学平台。

平台的硬件系统由计算机、连接外部的端口、数据采集卡、射频卡等构成，在LabVIEW软件控制下可完全模拟和替代传统的仪器。射频前端+A/D+计算机=一台接收机，计算机+ D/ A +射频输出=一台发射机。因此，平台不仅是一个用于教学演示的仿真软件，同时也是硬件实现方式的一种，与传统硬件不同的是采用了 较先进的软件无线电理论，在此平台上，只需改变软件程序，就可以构成不同的通信系统。

平台的软件部分包括：模拟通信系统、数字基带系统、数字频带传输系统、模拟信号的数字传输、数字信号最佳接收系统、信道编码器、信源编码器、码分复用系统，涵盖了通信原理课程的主要内容。每个通信系统的软件部分都由两部分组成：（1）各种调制方式和编解码方式的可供调用的通信模块，给出了模块的内部实现。（2）调用模块构成了基础通信系统和综合通信系统。平台功能完善、内容丰富、形式新颖、模块化设计符合通信系统的方框图特点，将通信系统如动画般展示，使通信系统的设计像搭积木一样有趣，枯涩难懂的通信理论变得形象生动，学生爱学、易学，充分调动学生的学习积极性，提高学生学习兴趣，解决了理论教学难题。

四 虚拟仪器通信原理教学平台程序举例

图1为虚拟仪器通信原理教学平台进入界面。点击“系统概述”和“系统组成” ，可初步了解该系统。点击“系统选择” 进入图1。再点击各个系统，可进入相应系统。点击“STOP”或“返回” 键，返回上一界面。如点击“模拟信号的数字传输” ，进入图2“模拟信号的数字传输”进入界面。在图2中点击“PCM脉冲编码调制” 进入图3“PCM脉冲编码调制” 前面板。在图3中点击“波形选择” 的上下键来选择多种输入信号，可以改变输入信号的频率、振幅等，可观察各种输入信号下的抽样值、映射值、每个映射值对应的PCM编码、信道中的PCM波形、译码输出波形等，会看到译码输出波形随着输入信号的变化而变化，从而验证了系统设计的正确性。

在LabVIEW环境下，可在前面板的标题栏中选“窗口--显示程序框图” 进入后面板，后面板为LabVIEW的框图化程序，前、后面板中的输入、输出控件是一一对应的，在后面板中可以看到前面板的功能是如何具体编程实现的。

图4为“PCM脉冲编码调制” 后面板，可清楚地展示PCM系统的详细工作过程：发送端抽样、映射、编码后送入信道，接收端反映射、PCM译码、恢复原信号。其中“映射”、“PCM编码” 等是作者编写的模块化子程序，双击程序模块，可进入子程序的前、后面板，如“PCM编码” 模块 ，是一个包含若干子程序的逐次比较（类似砝码称重物）编码程序，如图5“PCM编码子程序” 后面板所示，PCM编码中极性码、段落码、段内码的复杂编码过程被清晰地展现。

五 结束语

虚拟仪器通信原理教学平台涵盖了通信原理课程的主要内容，提供了可供调用的通信模块，既给出了模块的内部实现，又调用这些模块构成了各种基础通信系统和综合通信系统，该平台具有的特点如下：

（1） 平台形式新颖，模块化设计符合通信系统的方框图特点，非常适合通信原理课程的教学，将通信系统如动画般展示，使通信系统的设计像搭积木一样有趣，枯涩难懂的理论变得形象生动，学生爱学、易学，充分调动学生的学习积极性，提高学生学习兴趣，解决了理论教学难题。

（2） 平台功能完善，内容丰富，平台涵盖通信原理课程的全部主要内容，实现了课程教学内容的无盲区全方位覆盖，弥补实验箱覆盖面有限的不足。

（3） 平台通过系统运行结果及每一步具体实现过程的详尽解析，使学生真正学懂理论，改变了验证性实验中学生动手多，动脑少，只知其然，不知其所以然的被动局面，弥补了实验箱等验证性实验的不足。

（4） 平台能实现通信系统的波形级及系统级仿真，而且生动形象、寓教于乐，嵌入到网络课堂上，网络课堂内容更加完善，使交互、开放、自主的网络学习模式发挥更大的作用。

（5） 本通信平台，不仅仅是一个用于教学演示的仿真软件，同时也是软件无线电方式的一种硬件实现，在此

平台上，只需改变软件程序，就可以构成不同的通信系统，实现了原理级的软件仿真与硬件实现的衔接，缩小了理论和实际之间的距离。

（6） 平台中设计了可供调用的模块化通信软件包，为基础实验、课程设计、毕业设计各实践教学环节提供了新的平台和手段。

总之，虚拟仪器通信原理教学平台的创立为高校通信原理课程的教学提供了新的途径，为课程的理论教学、实验、课程设计、毕业设计和科研提供支持，具有广泛的应用前景。平台的软件部分在辽宁省第九届教育软件大赛高等教育本科组的壹百多名获奖者中名列第一。配套著作《通信系统仿真设计及应用》详细介绍了平台的全部内容，将由电子工业出版社近期出版发行。平台的演示版可由辽宁教育网优秀教育软件展免费下载，希望能对相关教师和学生有所帮助。

参考文献

[1] 宋铁成.“通信原理” 课程的教学实践[J].电气电子教学学报, 2003,25(5):95-97.

[2] 张士兵,章国安.“通信原理” 课程教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2006,28(4):10-13.

[3] 陈文鑫,陈伟东.“通信原理” 课程多方位教学改革与实践[J].宁波工程学院学报,2007,19(4):88-90.

[4] 朱家富.电子信息课程教学中的虚拟技术[J].重庆文理学院学报(自然科学版),2008,27(3):88-90.

[5] 张慧,初婧.通信课程教学中的EDA技术[J].山东电大学报,2006,3(2):16-17.

[6] 武一,杨瑞霞.基于LabVIEW实现数字电路的仿真[J].微计算机信息(测控自动化),2007,23(4-1):259-261.

The Design and Exploitation of Teaching Flat for Principles of Communications Taking Use of Virtual Instruments

LI Huan1REN Bo2

(1. School of Information Science and Engineering, Shenyang LiGong University, Shenyang,Liaoning,110168,China;2.School of Equipment Engineering,Shenyang LiGong University, Shenyang,Liaoning,110168,China)

扩频通信原理分析论文范文第2篇

关键词：通信原理；实验教学；教学改革

通信原理课程是通信工程、信息工程、网络工程、信息对抗等电子信息类专业的一门重要理论课程，也是一般专业基础课与专业课之间的“桥梁”课程，承担着从一般基础理论到实践应用、从个体功能到整体系统的重要过渡，对培养学生通信理论分析与综合应用能力有着非常重要的作用。[1]

然而，该门课程理论性强，公式和相关数学推导繁多，许多概念和原理非常抽象，这就需要在理论教学中合理而高效地引入实验环节，将枯燥抽象的概念和原理具体化、形象化。这样，既可以让学生深入地掌握理论知识，又可以提高学生的学习兴趣，锻炼学生的实际动手能力。

一、通信原理实验教学现状

1.传统的实验箱教学模式

目前的通信原理实验教学主要采用传统的通信原理综合实验箱进行验证性实验。学生在整个实验过程中只需根据实验内容找到相应的电路板模块，然后按照实验操作步骤进行简单的连接电路和拨动开关就可以利用示波器观察输出波形和相关数据。实验操作简单，验证效果直观形象，能够加深学生对相关理论的理解。

然而，这种实验箱模式的实验教学对培养学生综合思维能力、创新能力和动手能力方面所起的作用不大，主要体现在：第一，学生在做这类实验时往往不考虑实验原理，不做电路分析，只是机械地在实验箱电路板上进行连线测试，在预留的测试点观察波形和数据，甚至波形和数据是否正确都不知道。实验做完后，通过抄写实验指导书上的实验步骤和公式，简单整理数据便形成了实验报告，导致实验报告几乎是千篇一律。第二，这类验证性实验动手调节部分少，实验过程中也几乎不会遇到操作难点，这样经过两到三次实验后，学生对这种就是“看波形”的实验不再感兴趣，学习积极性下降，自然影响对通信原理理论知识的理解和掌握。

2.计算机仿真实验教学模式

传统的实验箱教学模式，一台套的实验设备包括通信原理综合实验箱、示波器、万用表、函数信号发生器、误码测试仪等，并且一般情况下需要购置20台套才能基本满足实验开课需求，花费非常大。因此，采用计算机进行仿真实验是很好解决实验室建设经费紧张的教学模式。

通常应用于通信原理课程实验的仿真软件主要有两种[2，3]：一是Matlab中的Simulink仿真平台。该平台可以进行交互式的动态仿真，用户可以利用模块框图方便地设计出仿真模型，不需要对模块内部进行任何的硬件和软件设计，仿真过程简单，结果形象。二是System View软件。利用该软件进行系统设计时，只需从配置的图符中调出有关图符，进行各个图符的参数设置和相互间的连线，即可进行仿真操作，给出分析结果。

计算机仿真的实验教学模式开设简单，方式灵活，既可以在多媒体课堂教学中演示，也可以以作业的形式让学生课后练习，能很好地加强学生对抽象概念的理解和感性认识，促进通信原理理论部分的理解和掌握；然而，计算机仿真教学模式同传统实验箱模式类似，只能给学生提供直观形象的波形展示，理解整个通信系统的模块组成，而各模块功能如何具体实现学生仍然未知，限制了学生从认知系统到设计系统的能力提高过程。

二、通信原理三级实验教学模式

针对上述通信原理实验教学存在的弊端，笔者所在的教学团队根据多年的实验教学探索，摸索出一条行之有效的三级实验模式，即验证性实验、仿真实现型实验、综合设计型实验逐级提高的实验教学模式。我校的通信原理实验课程通常包含10课时的课程实验和一周左右的课程设计，因此前两级实验安排在课程实验中进行，而综合设计型实验安排在课程设计中进行。具体的实验教学内容如下：

1.验证性实验

该级实验主要让学生掌握各类通信系统的模块构成以及通信信号在经各模块处理后的波形变化，使学生对抽象的通信原理理论有直观形象的感性认识。这部分实验可以通过通信原理实验箱进行或者利用更灵活的计算机仿真实现。在此以Simulink平台并以DSB调制解调系统为例进行说明。首先利用Simulink提供的模块库，找到构建系统所需的信号发生器、DSB AM调制模块、高斯信道模块、DSB AM解调模块以及波形显示模块（如图1所示），然后设置相关模块的仿真参数并连接即可。由于实验课学时有限，该级实验可以分解为课程实验、课堂演示实验以及课后作业式实验，使学生能尽可能多地完成一些典型的通信系统。

2.仿真实现型实验

初级的验证性实验可以简单地对理论知识进行验证与演示，但学生对模块内的结构原理缺乏细节性认识和掌握，因此也就无法较深刻地理解掌握理论知识。基于此，让学生脱离仿真软件模块，自主实现相应的模块功能既能促进对理论知识的深刻理解，又能增强算法实现能力，为后续的综合设计型实验打下较好的基础。以图1为例，DSB AM调制模块主要考虑实现调制信号和载波信号的乘积运算；高斯信道模块可以用已调信号和高斯噪声信号的加法运算来实现；而DSB AM解调模块则除了进行待解调信号与载波信号的乘法运算外，还需设计低通滤波器对乘积信号进行低通滤波处理。从该例可以看出，只有对DSB AM调制解调系统有非常清晰的原理性认知，才能有的放矢地设计相应的仿真性算法；同时，借助前一级的验证性实验所观察到的波形规律，可以很轻松地对仿真性的波形结果进行判定，以方便算法中相关参数和设计性结构的调试。显然，这一过程对通信原理相关知识从理论到实践有了更透彻清晰的理解和掌握。

3.综合设计型实验

通常情况下，学生在学习通信原理课程前已经学习过有关EDA技术的课程。EDA技术是现代电子设计技术的核心，它以EDA软件工具为开发环境，采用硬件描述语言，以可编程器件为实验载体，可实现源代码编程、自动逻辑编译、逻辑分割、逻辑综合、布局布线、逻辑优化和仿真等功能，并以ASIC、SOC芯片为目标器件，是以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化的设计技术。[4]因此，将EDA技术引入到综合设计型实验中，学生不仅要进行硬件设计，也需要利用硬件描述语言（如VHDL语言）进行软件编程，是学生硬件和软件综合设计能力的培养。

为方便说明，以简单的振幅键控（ASK）解调系统为例，其相应的建模方框图如图2所示。解调器包括分频器、计数器、寄存器和判决器等。分频器对时钟信号进行分频得到与发端数字载波相同的数字载波信号；寄存器在时钟的上升沿到来时把数字ASK信号存入到寄存器中；计数器利用分频器输出的载波信号作为时钟信号，在其上升沿到来时对寄存器中的ASK载波个数进行计数，当计数值m > 3时输出为“1”，否则输出为“0”；判决器以数字载波作为判决时钟，对计数器输出信号进行抽样判决，并输出解调后的基带信号。根据上述建模思想进行VHDL语言编程，然后进行编译和时序仿真后，下载到FPGA目标器件中，以实现硬件设计功能。

该级实验主要采用课程设计的形式，也可以以科技创新活动的形式开展。时间相对充裕，学生可以有充分的时间查找资料，论证设计方案，验证实验结果。通过该级实验可以发挥学生的主观能动性，提高学生分析问题、解决问题的能力，为学生以后进入工作岗位提供很好的动手锻炼机会。

三、三级实验模式教学成效

多年来，笔者所在的教学团队根据学生的学习反馈，兼顾理论教学需要和学生的学习兴趣，不断调整上述各级实验的实验项目和要求，取得了明显的成效。首先，通信原理课程的学习兴趣提高，课程不及格率呈逐年下降趋势；其次，学生进行电子通信系统设计的兴趣明显增强，报名参加校级和全国性电子设计大赛的人数逐年增加，也取得了较好的成绩。如2013年有15组学生分别获得全国大学生电子设计大赛湖北赛区一、二、三等奖；再次，考研学生以通信原理作为专业课的人数逐年增加，毕业论文选题为通信系统设计方向的也明显增多。

四、结语

采用三级实验教学模式，由易到难，循序渐进推进通信系统的认知和设计，能有效克服学生的畏难情绪，逐渐培养学生的学习兴趣，使学生能更深刻地理解和掌握通信原理相关理论和知识，为后续课程的学习和工作实践打下了良好的基础。

参考文献：

[1]达新宇，陈校平，邱伟，等.通信原理实验与课程设计[M].第二版.北京：北京邮电大学出版社，2009.

[2]张水英，徐伟强.通信原理及Matlab/Simulink仿真[M].北京：人民邮电出版社，2012.

[3]罗卫兵，孙桦，张捷.System View动态系统分析及通信系统仿真设计[M].西安：西安电子科技大学出版社，2001.

[4]段吉海，黄智伟.基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计[M].北京：电子工业出版社，2006.

（责任编辑：王祝萍）

扩频通信原理分析论文范文第3篇

【摘要】 “通信原理”是电子信息类本科专业非常重要的专业基础课程，其原理抽象、理论性强，为了提高教学质量，本文结合课程的特点及本院实际教学经验，从教学与实验方面探索提高课程建设水平的思路和改革方案。

【关键词】 工程模式 通信原理 教学改革 实验 课程建设

一、引言

随着科技的飞速发展，电子信息技术在科技领域发挥着越来越重要的作用。根据社会发展的需求，应用型本科高等院校应适应目前这一现状，培养出能从事各类电子信息系统的研究、设计、制造、应用和开发的复合型高级工程技术人才。如何实现这一目标是高校亟待解决的一个难题，也是教师所面临的一项重要课题。“通信原理”课程是电子信息类专业非常重要的专业基础课程，也是许多学校研究生入学考试的专业课程之一。“通信原理”既在整个课程体系中起到承上启下的作用，也是学生“信息素养”的重要内涵，对学生毕业后的工作有很大的帮助[1]。由于本门课程的重要性及其自身内容具有原理抽象、理论性强、数学基础要求高等特点，研究如何提高教学效果、调动学生学习的积极性、将理论知识运用到实践中去，具有重要的现实意义。

自2000年发起研究和实施CDIO工程教育模式以来，工程教育模式已为教育界、产业界所瞩目，成果非常显著。工程教育模式让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。以综合的培养方式使学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力达到预定目标[2]。因此，通过引入工程模式，进行“通信原理”整体课程体系优化，提高教学效率，培养学生自主学习的能力，以响应学校对本专业“卓越工程师”项目的支持以及对地方“亲产业”理念的体现。

二、教学改革探索

2.1 教学理念改革

转变教学理念，根据不同层次人才培养的要求，以及本校对培养“卓越工程师”以及“亲产业”应用型人才的理念，采用分级教学，区分卓越类和普通类不同层次的培养需求，有针对性地修改培养方案。

通过分级教学，将卓越班和普通班区分开，明确教学目的。卓越班在教学过程中既要注重实践，同时也要掌握重点公式的推导，为今后在该领域深造打好理论基础。而普通班的教学更侧重于培养技能强硬、善于合作、会干实事的应用型人才，从而适应就业需求[3]。

2.2 教学内容改革

进行工程模式下的教学改革，要重组教学内容，统观全局，分清层次，有详有略，确定重点难点。本院“通信原理”课程开设时间并不长，相应的教学大纲和要求同其他重点学校相比存在一定差距。制定一个适合本院专业特色和学生特点的培养模式，就要求教学大纲从根本上进行改革，制定符合地方需要的应用型人才培养方案。“通信原理”课程内容包括通信的基本理论、模拟调制、数字传输、差错控制技术等几个部分。由于现代通信的发展趋势是数字通信，因此，将教学重点放在数字通信部分，着重讲清数字通信的基本原理，并扩展至目前实际使用的数字传输系统，使教学内容具有理论性与实用性。

2.3 教学方法改革

转变一些习惯性的授课方法，将工程模式灵活地贯穿到教学过程中。将课程所涉及的理论与现实中对应以及类似的系统进行对照说明，或引入目前通信领域的新技术，激发学生学习兴趣。主要采用多媒体教学，并辅以互动教学、启发教学、形像教学、网络教学、项目驱动教学等多样手段，以学生为主体，发挥学生主动能力，加深他们对重难点的理解，也让他们体会到理论的重要性。具体方法如下：

（1） 多媒体教学：制作高质量的多媒体课件，用最简洁明了的方式展现“通信原理”课程中的重点和难点，同时利用黑板板书进行分析和推导，以课程目标、课堂目标来安排教学，并根据学生反馈适当调整讲课进度与速度。

（2） 互动教学：在讲授重要知识点前，通过问题的形式引导学生，并采取小组讨论、学生回答、老师总结等交互式学习方法，充分提高学生的学习积极性。

（3） 启发教学：在讲授基本概念、基本原理之前，先介绍相关的实际应用背景，让学生明白“为什么要学”、“如何应用”，让学生对其应用建立直观的感性认识，激发学生的学习兴趣，从被动学习转为主动学习。

（4） 形像教学：讲解抽象概念以及原理时，采用动态的信号波形图、频谱图加以验证，既可以利用动画方式直观地呈现信号的特点，又可以加深学生对数学公式推导的理解，提高学生主体的参与度。

（5） 网络教学：根据本校所建立的网络平台，开设“通信原理”课程网站，提供全方位的信息，包括课程通知、教学资料、作业系统、试题考核、答疑讨论等，方便学生课后在网上回顾课堂内容，加深理解。通过Email、QQ等方式在网上进行辅导，解答学生的疑难问题，了解学生的学习情况及教学建议，以便及时调整授课方法及进度。

（6） 项目驱动教学：将重要知识点应用于实际工程，进行理论联系实际。将抽象理论形象化，提高学生的学习兴趣，锻炼他们的实践能力，进而培养他们的创新意识。项目包括虚拟实验室仿真平台、课程综合性实验、毕业设计、科研项目等。

2.4 引入工程教育理念

“通信原理”课程知识比较抽象，采取传统的填鸭式教学方式会使学生的学习兴趣下降，为此，将课程的理论概念联系到现实中具体实物，调动学生学习兴趣，从而提高教学效率。 可以根据学生掌握的基本理论与技能，结合学生个人兴趣，将教学内容或实验进行实际应用，通过老师的指导将学生一些可行性通信设计进行合理规划并组建团队，增强学生之间的协作，建立自身的学习模式[4]。

此外，还可以与企业联合进行培养，通过聘请企业技术工程师，结合学生的兴趣与特长，为学生量身定做实训项目。根据学生意愿，鼓励其参与教师科研课题、大学生创新实验计划项目、数学建模竞赛、“挑战杯”竞赛、电子设计竞赛等。通过教学体系改革与实践，不仅可提高学生的理论水平、工程实践能力，更重要的是注重学生创新能力和职业技术能力的培养，在走上岗位后能够迅速掌握新知识，适应新环境。

三、实验课程建设

3.1 实验课程的分层设计

“通信原理”课程实验是其教学的重要组成部分，其目的是通过“通信原理实验箱”来对基本理论和应用进行再次提炼，以加深学生对原理部分内容的理解和进一步掌握，为以后从事相关领域的工作打下较好的基础。课程的实验分为有3个层次：验证型、综合型、设计型。

① 验证型实验：对单体知识点的巩固和掌握，是教学的基本要求，学生可以通过记录波形来巩固基本的理论知识。

② 综合型实验：对多个单体知识点的综合应用，培养学生的综合应用能力，如数字频带调制实验。

③ 设计型实验：为培养学生的创新意识而设置，题目是给定或学生分组自拟，其过程包括方案设计、仿真验证、烧写程序及测试。通过实验箱的二次开发模块，将程序写入FPGA，并用示波器测试设计结果。该过程既培养了学生的创新意识，又锻炼了学生分析问题和动手实践的能力。

实验教学采用以上三种形式，层次由低到高，内容由浅入深、由简单到复杂，有利于学生感性认识的逐步深入，有利于学生动手实践能力的培养和提高，有利于学生综合素质、综合能力的培养。

3.2 建立软件仿真实验

除了硬件仿真实验，还可以将Matlab/Simulink等系统仿真软件引入实验教学，这些仿真软件提供了一个交互式动态仿真平台，学生可以利用直观的方框图以及相关的程序代码对通信系统进行建模仿真，从而摆脱烦琐的数学推导，通过方框图以及程序的理解，加深对通信系统的概念和运行过程的理解，以此锻炼学生的综合应用能力，为学生将来从事相关科研工作打下坚实的基础[5]。

3.3 建立开放性实验室

结合实验室安排，在空闲时间全面开放实验室，学生可根据个人情况预约时间进行实验。开放性实验室给学生提供一个自由学习与实验的空间，激励学生的创造性和创新思维，培养学生的独立工作和独立实验能力[6]。

3.4 校企合作建立联合实验室

与电子通信类公司合作，建立校企联合实验室，为学生进行深入实践和工程开发创造条件。定期邀请企业专家进行指导，利用实验室内的硬件和软件条件，学生可以进行通信传输方面的实验与工程开发。

四、总结

将工程教育模式引入“通信原理”教学与实验是一种先进的理念，是对教学的一种可持续研究，对于教学改革以及实验课程建设都具有非常好的参考价值，对培养学生的实践能力、创新能力、沟通能力和团队协作能力有着巨大的帮助。

联系方式：冯陈伟

单位：厦门理工学院

通信地址：厦门市集美区乐海南里428号1103室

邮编：361024

E-mail：chevyphone@163.com

电话：13696920520

参 考 文 献

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扩频通信原理分析论文范文第4篇

摘 要 通信原理是通信与信息类专业的一门核心主干课程，在课程体系中起着承上启下的作用。介绍本课程在兰州交通大学通信工程专业教育认证中对应的毕业要求，分析本课程教学现状及普遍存在的问题，以面向工程教育认证的应用型人才为培养为目标，对通信原理课程教学改革、实践方法与持续改进进行探讨。在以培养目标为导向、以学生为中心的教育理念驱动下，讨论通信原理课程基于工程教育认证标准的教学改革。

关键词 工程教育专业认证；通信原理；教学改革

1 引言

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程师资格和工程教育国际互认的重要基础。工程教育专业认证的核心是确认工科专业毕业生是否达到行业认可的质量标准要求。实行工程教育改革，既可促进我国工程教育的国际互认，又可提升我国工程教育水平和国际竞争力。2006年起，我国已试点开展工程教育专业认证；2013年6月，我国工程教育加入国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》；2016年6月，我国成为《华盛顿协议》的正式会员。

工程教育专业认证是目前兰州交通大学高度关注的重点工作。为促进专业建设，提高人才培养质量，通信工程专业积极开展专业认证工作，并于2016年3月通过工程教育专业认证申请，2016年9月通过自评报告审阅，2016年11月完成专家进校现场实地考察。专家在校期间，通过资料审查、现场观摩、师生座谈等形式，对通信工程专业进行了全面的考察。

通信原理是通信与信息类专业的一门专业基础课、核心主干课程，也一直是通信与信息系统专业研究生入学考试的必考课程之一，在课程体系中起著承上启下的作用。通过本课程的学习，使学生掌握通信系统的基本原理、基本技术和基本分析方法，为以后通信专业学生学习后续专业课程打下必备的基础，建设好这门课程将使大量学生受益。成果导向，以学生为中心，持续改进，是工程教育专业认证的三个核心理念。在这三个核心理念的引导下，为了学生能力的全面提升，为了该课程支撑专业认证的目标，必须对通信原理课程进行教学改革。

2 本专业工程教育认证的毕业要求

按照培养目标关于知识、能力、素质总要求，兰州交通大学通信工程专业培养方案对毕业生的知识和能力进行了清楚阐述。本专业具体的毕业要求如下：

1）能够将数学与自然科学基础知识、专业基础理论和专业知识用于解决通信与信息及相关领域的系统研究、分析、设计、开发等复杂工程问题；

2）能够运用数学和自然科学、电子技术、计算机技术、通信技术等原理进行分析与设计，借助资料查询、文献研究，对通信系统和通信网络进行分析、研究、建模和评价；

3）能够对通信与信息及相关领域应用系统进行设计、开发、调试、优化和维护管理，并能在系统设计中体现创新意识；

4）能够运用现代信息技术、开发工具和实验平台对通信系统和通信网络进行建模、研究，并能分析工具使用的局限性，解决通信与信息及相关领域应用系统设计、建模、调试及实施过程中的复杂工程问题；

5）能够正确认识并评价在通信与信息产业工程实践中的影响，了解通信行业的方针、政策和法律法规等，并能认识应该承担的责任；

6）能够理解通信系统和通信网络开发、实施对经济、环境、社会可持续发展的影响，具有工程意识、效益意识、多学科融合意识，培养工程项目管理和经济决策能力；

7）能够在工程实践中理解并遵守通信行业相关职业规范，具有较好的职业道德、科学的世界观，具有较好的人文素养和社会责任感；

8）能够在多学科背景下的团队中协同工作；

9）能够就专业领域的复杂工程问题与公众进行有效的沟通，具备较好的写作、表达和人际交往能力，并具备一定的国际视野和跨文化交流的能力；

10）能够及时了解通信与信息及相关专业领域的最新理论、技术与国际前沿动态，具有自主学习和适应发展的能力。

本专业十条毕业要求覆盖了通用标准中的12条毕业要求，因此，本专业毕业生具备的知识、能力和素质可以达到工程教育认证的毕业要求。本专业的毕业要求对培养毕业生应具有的专业知识、能力、素质等各方面进行了系统阐述和有针对性的安排。通信原理课程毕业要求分解点的支撑对应于第一、第四项毕业要求。

3 基于工程教育认证的本课程特点与存在的问题

工程教育认证中，我国制定了通用标准，根据专业不同制定了各专业补充标准。图1为七个通用逻辑标准的关系图。工程教育认证办学宗旨为“培养学生能力”，验证手段为“学生学到什么”，办学效果以大多数受教育者达成的质量水平为证明。

通信原理课程内容多，抽象概念多，数学知识多，课程理论性较强，要求学生掌握通信系统的基本原理、基本技术和基本分析方法，为通信专业学生学习后继专业课程打下必备的基础。随着通信技术的快速发展以及工程教育认证制度以培养学生能力为办学宗旨的要求，在该课程的教学中存在以下问题：

1）人才培养以“教”为中心，缺乏对“学”的响应；

2）课程内容更新缓慢，不适应社会发展的实际情况；

3）工程实践教学环节学时偏少，学生缺乏必要的工程实践能力；

4）对学生创新能力的训练重视不够。

针对上述问题，为了使通信工程专业教学更好地与国际化接轨，增强通信工程教育中工程性、实践性及创新性能力的培养，亟待对通信原理的教学现状进行深刻反思，对课程体系、教学内容、教学模式、实训环节、考核标准等进行改革。

4 通信原理课程教学改革的方式

国际工程教育专业认证要求“以学生为中心、教师为辅助，以能力培养为主线，以素质培养为目标”，因此必须对本课程的教学方法进行改革。

优化教学内容 重新安排理论教学和实验教学的课时，课堂教学突出关键理论，重点增加实践性教学内容，实验内容中注重设计性、创造性、综合性。通信原理包含的内容很广泛，以介绍通信系统与通信技术为主，课程中以数字通信系统模型为水平线贯穿全课程，系统地介绍通信系统中信息传输的基本理论、核心概念及思想方法。课程内容设置中重点考虑解决本课程与其他课程的衔接问题，课程内容注重整个系统模型的介绍，先将整个模型搭建出来，在后续的课程中可以将相关内容放在系统框架中进行考查；以通信系统信号设计与处理为核心，解决本课程中公式较多的问题。突出数字基带传输和数字频带传输系统；强化数字通信的内容，结合实际应用介绍4G、5G中用到的最新技术；增加新型通信技术的讲解。

通信原理是通信工程专业的核心基础课，教学的内容既要考虑与后续專业课程之间的联系，还要考虑结合工程实际在专业领域中的运用。把握教学难度，设置合适的目标来激发学生学习兴趣，达到专业认证毕业要求的重要环节。

开展多元化教学模式 采用课堂教学、网络课堂教学、实验教学和实践教学等多种教学形式相结合，邀请行业专家进行新技术讲座，组织学生参加各种竞赛及教师的科研项目等，将课堂教学与课外实践创新活动相结合。改革基本教学形式，采用新课堂教学方式，如以学生为中心营造开放式课堂、专题教学、案例教学、学生讲课及课堂讨论等。在教学过程中双主体互动，强调学生作为学习的主体，教师作为教学的主导。在教学过程中，教师的重点在于教学案例和导学方法的设计，重心转变为如何引导学生学；学生的重心转变为如何学会教师布置的学习任务，如何自己分析问题和解决问题，完成知识的掌握和学习能力的培养。

设计训练环节 精心设计与课堂教学配套的实验环节，实验设有验证实验、仿真实验、综合设计实验、开放设计实验四个层次。通过实验培养学生的学习能力和动手能力，提高学生的综合素质。验证实验考查学生对课程内容的理解，注重理解能力培养。仿真实验要求学生自己设计实验、分析结果、提交报告，注重培养学生的交流、沟通能力。综合设计实验要求学生了解课程内容的相互联系，学会综合分析问题及创新性地解决问题，注重学生动手能力及学习能力的培养。开放设计实验中设计完整通信系统，辅导学生自主设计、实现通信系统，注重培养学生的表达能力和综合分析能力。通过实训环节的训练，综合培养学生的各种能力，从而实现创新意识的培养。

另外还设有生产实习、毕业实习等生产实践环节，让学生建立更直观的感性认识，建立专业的概念、系统的概念、工程的概念，了解现场的规范、要求，了解新技术、新工艺及其实际应用，促进学生综合素质的提高，达到工程认证对学生综合能力的要求。

改革考核标准 将综合能力和人格养成作为评价的重要内容，改变以试卷评价为主的单一形式，建立多形式全过程的考核评价机制。采用平时作业、平时测验与期末考试相结合，理论测试与实践操作相结合，笔试与面试相结合，开卷与闭卷相结合，将考核贯穿于教学的全过程，避免了部分学生平时学习不努力，考试前临时突击的不良学习方式。侧重考查学生知识掌握与能力提高程度，更合理地评价学生的成绩。

5 研究以内外反馈信息为导向的持续改进教学方案

内部反馈信息机制和外部反馈信息机制相结合，对于各种途径调查反馈获得的结果，组织相关教师进行认真分析研究并进行改进，达到工程教育专业认证通用标准中“持续改进”的目标。

内部反馈就是实时了解学生的学习状况。在课程教学中，学生可以通过课堂互动、课后答疑、习题、测试与考试等多种方式，对课程和学习状况进行反馈，还可以通过网络设备与教师交流。为了动态跟踪教学状况，可以通过班主任、辅导员实时了解学生学习状况，并将学生的意见及时反馈给教师。对该课程，学生可以充分利用校园网络平台，发表对课程学习的意见和建议。另外，对于学生的考试成绩做详细的试卷分析，对于失分点较多的题目和题型总结原因，为后续的教学提供改进的依据。通过内部反馈信息机制，教师可以实时掌握学生的学习状况，及时改进教学效果。

外部反馈就是建立毕业生跟踪反馈和社会评价制度，以及时发现人才培养过程中的各类问题，尽快弥补不足，不断持续改进。采取函询、走访、座谈、咨询等方式，对通信工程等相关行业开展人才需求、人才培养模式及课程设置、教学内容等调查研究，评价校友的表现、素质和发展潜力等。社会评价主体包括用人单位与校友。学校、学院经常利用假期组织回访校友活动，通过用人单位反馈、校庆活动、发函、电子邮件、座谈等各种途径，收集用人单位对毕业生的评价，定期进行毕业生跟踪调查。通过与本专业毕业生就业去向较多的铁路局、工程局、城市轨道交通单位定期交流，获得单位的反馈意见，找到所学内容和实际工作内容的差距，对教学及时做出调整。

6 结论

结合工程教育专业认证的基本理念和兰州交通大学通信工程专业具体的毕业要求，分析本课程教学现状及教学过程中普遍存在的问题，从教学内容、教学模式、训练环节、考核标准和教学方案的持续改进等方面，提出通信原理课程教改的一些具体举措。通信原理作为通信工程专业一门重要的专业基础课，在工程教育专业认证知识能力培养中担负着重要作用，通过实践探索出一条符合该课程持续发展的教学改革之路。

参考文献

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扩频通信原理分析论文范文第5篇

【摘 要】文章通过对变电站监控系统的概述，对智能化变电站监控技术进行分析，并探讨了智能化变电站监控系统常见故障及其处理。

【关键词】智能化;变电站;监控;运维

未来电网发展的必然方向就是智能电网，我国对于智能电网的建设已进入了一个全新新时期。智能变电站作为电网的重要组成部分，其智能化的建设实现将对建设整个电网智能化起到关键作用。而保证智能化变电站智能化目标实现的关键因素就是其运行维护技术的运用，因此，通过对智能化变电站运行维护技术与监控技术的探讨，进而提高其运行水平和社会效益对整个国家电网来说具有积极意义。

1变电站监控系统的概述

1.1变电站监控系统的含义

变电站监控系统是以网络为设计平台，利用各种数字化、信息化技术，对用户的用电情况进行全面的了解，根据用户的用电需求和用电特点，对供电计划进行适当调整的系统。监控系统的组成主要包括遥视系统、门禁系统、消防系统、环境和动力检测等多個系统，通过监控系统，能够对整个变电工作进行监测与控制，实现了变电站的智能化管理，提高了变电站的工作效率，同时也保证了供电过程的安全可靠。

1.2变电站监控系统的功能

使用变电站监控系统，能够对变电站的详细作业状况进行实时了解，当变电站中的设备发生故障的时候，能够经过监控体系反馈设备详细状况，迅速、精确的找出事故发生点，对故障设备进行维修或者更换，降低设备故障带来的影响和损失;变电站监控体系会对各个环节的作业进行检查与监督，根据用户的实践需求和变电站的运转状况，使用各种智能化技能和设备，对作业进行恰当的调整，在加强变电站的管理方面发挥了巨大的作用;使用变电站监控体系得出的各种运转数据，能够明白了解到每个环节的电能损耗疑问，拟定科学、合理的办法对体系进行改进，削减体系中的电能损耗，有效的节省了运行成本。

2智能化变电站监控技术分析

智能化变电站设备在网络技术的基础下进行自行操作，在设备运行过程中一旦出现问题可以及时的发现。同时，智能化变电站会将接受到的信息通过网络进行传输，进而完成设备的实时监控任务。在此同时也可以将设备信息运输到控制台和后台系统中，完成信息的采集和独立检测，为设备的运行提供良好的数据支持。

2.1信息监控重点

因为智能化变电站的“三层两网”的结果设计，使得智能设备中的G00SE网链，SV网链等过程层、间隔层显得尤为重要。保护装置发生出的信号将会直接影响保护的正常人力投入和管理人员监视。因此如果发生这样的现象要尽快排除，以保护一次二次运维系统的正常运行。

2.2相关信号的屏蔽功能

为保证设备的正常运行和对传输情况的实施监控，设备在设计之初就会设计有大量的信号指示。无关的信号指示将会拖慢设备的工作效率。所以应该对没有价值的相关信号进行屏蔽。

2.3监视辅助设备信号

随着科技的不断发展，我们对行业也有了新的认识。我们了解到影响电力发展的因素不单单只是电压本身，还和湿度、气压等有关。因此现今的电力监控设，不单单只注重电压本身的监控，还对空气湿度等反面采用了智能化机械进行监测。对辅助信号的监测可以很好的保证电力自动化机械设备的正常运行。

3智能化变电站监控系统常见故障及其处理

3.1数据采集故障

监控系统运行中，在网络连接正常情况下，存在个别遥信信号量显示与现场实际状态一致问题。这类情况往往应当参考AOC事件信号来进行综合分析与判断。事件中没有压板投退信号的时候，可以判断是属于保护装置与监控系统间通信出现故障，就可以判断属于保护装置与监控系统间通信出现了故障，此时只需对保护管理机重启便可恢复正常;还有可能是保护装置内部某通信出口模块损坏而导致信号缺失，这时应当对相应模块予以及时修复、更换。该类情况往往还应参考AOC事件信号进行综合分析判断。对一些遥测硬节点开入报文，或者频繁动作，那么该节点接线触点可能存在接头松脱或虚接现象。若同一测控装置多个硬节点开入同一时间出现信号丢失情况，并检查是否存在管理插件配置匹配。AOC事件中也没有该压板投退信号出现时，可以判断是属于保护装置与监控系统间通信出现故障，此时只需对保护管理机重启便可恢复正常;此时需要对相关模块进行修复、更换。说明保护装置与监控系统通信采集正常，对于遥测硬节点开入报文，如果频繁动作而与现场实际运行情况符时，需要对接线进行紧固处理。该测控装置开入模块加强检查，同时检查其管理插件配置是否存在匹配现象。

3.2通信网络类故障

（1）遥信故障分析。电力系统自动化重要指标之一是遥信正确性。遥信错误起因是多种多样。遥信还受到电磁干扰，或者可能是遥信回路被交流电串入，以及计算机处理错误都可能导致遥信故障发生。在电站综合监控系统实际运行过程中，常常会出现现场实际遥信状态与少数遥信量显示一致问题。

（2）遥测故障分析。时间提前量损坏和精确，以及送器精度出现问题和损坏都会引起遥测出现故障。330kV及以上变电站中，各测控装置采集各条线路及元件遥测量并上送至后台、远动装置，若保护小室内某一测控装置采集数据刷新时，应先检查测控单元模拟量采样外部回路是否存在异常，检查测控装置是否正常工作、A/D转换单元是否正常工作，测试是否通信出现问题。若保护小室内某一测控装置上送后台或主站端数据刷新慢时，应在查当测控装置数据化时是否有遥测报文上送至后台，观察当远动报文上送时主站是否同时收到报文，再判断是否由于通信设置等原因造成遥测数据刷新慢。

（3）通信故障分析。通信技术是电站实现综合自动化核心部分。电站在使用电缆时没有采用具有专用屏蔽功能从而系统正常运转带来了问题。影响了处理信息速度，电阻与匹配也给通讯正常运行带来了问题。某保护小室内某单元保护装置或测控装置通信中断。有可能是因为保护装置通信接口模块故障、通信接线松动，保护管理机通信指示灯是否正常，观察是否出现通信模块故障告警，然后进行相应地紧固接线、更换相关装置模块等处理。某保护小室内所有保护装置通信中断。监控系统与其他厂家保护装置因为使用通信规约同，一台保护管理机可以容纳多台保护装置信号传输，往往导致所接所有保护装置信号无法正常传输，可能会错失重要信号报文。可以通过观察保护管理机的通信指示灯是否正常来判断，而后相应地进行重启装置等处理。某保护小室内所有保护装置通信中断。不论是单网络中断还是双网络中断，所以可以首先对网络传输设备及其接线进行排查，而后进行相应处理。所内双网络结构通信中的个网络中断。全所内的监控系统网络出现单网络通信中断或是双网络的整体通信中断，因为现场的所有通信信号，护管理机转换传输的遥信信号，需经过站控层的交换机等网络传输装置进行传输，应该首先从站控层自上而下地查起。

3.3报警故障分析

在监控系统中，保护管理机将非监控系统相关保护装置发出的信息全部接入后台的数据库之中。当保护信号量非常大的时候，如出现了系统故障或者对保护装置进行调护的时候，部分信号会堆栈在保护装置内存中，而由于通信的先入先出规约的原理，对运行监视及信号判断造成干扰，这样会导致监控后台对于报警信号出现误判。

4结语

科技在不断的发展，人们对于电力行业也会站在科技的视角下来进行重新审视。我们在了解整个变电站的发展历史才能对变电站的设备进行宏观上的监控，这样才能让电力行业得到一个良性的发展。智能化是时代的趋势也是整个电力行业的发展必然的方向。

参考文献：

[1]孟刚.关于智能化变电站监控与运维的研究[J].中国科技投资，2017（6）.

（作者单位：国网山西省电力公司朔州供电公司）

扩频通信原理分析论文范文第6篇

关键词：扩频通信，伪随机编码调制

一、扩频通信的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号，其带宽远大于要传输的数据带宽，同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点：

1.抗干扰性强

扩频信号的不可预测性，使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰，干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以即使信噪比很低，甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍能不受干扰、高质量地进行通信，扩展的频谱越宽，其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上，传输信号的功率密度很低，侦察接收机很难监测到，因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程，利用扩频码序列间的相关特性，在接收端解扩时，从多径信号中分离出最强的有用信号，或将多径信号中的相同码序列信号叠加，这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象，使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下，扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度极低，这样信号可以在强噪声背景下，甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信，使外界很难截获传送的信息，要想进一步检测出信号的特征参数就更难了.所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时，对不同用户使用不同码，旁人无法窃听通信，因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中，可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性，接收端利用相关检测技术进行解扩，在分配给不同用户不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

2、扩频技术的理论基础

扩频通信是扩展频谱通信的简称，频谱是电信号的频域描述，承载各种信息(如语音、图象、数据等)的信号一般都是以时域来表示的，即信号可表示为一个时间的函数f(t)。信号的时域表示式f(t)可以用傅立叶变换得到其频域表示式F(f)。频域和时域的关系由下式确定：

函数f(t)的傅立叶变换存在的充分条件是f(t)满足狄里赫莱条件，或在区间(-∞，+∞)内绝对可积，即 必须为有限值。

扩展频谱通信系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的扩频函数(与待传输的信息信号f(t)无关)扩展后成为宽频带信号，然后送入信道中传输;在接收端再利用相应的技术或手段将其扩展了的频谱压缩，恢复为原来待传输信息信号的带宽，从而到达传输信息目的的通信系统。也就是说在传输同样信息信号时所需要的射频带宽，远远超过被传输信息信号所必需的最小的带宽。扩展频谱后射频信号的带宽至少是信息信号带宽的几百倍、几千倍甚至几万倍。信息已不再是决定射频信号带宽的一个重要因素，射频信号的带宽主要由扩频函数来决定。

由此可见，扩频通信系统有以下两个特点：

(1) 传输信号的带宽远远大于被传输的原始信息信号的带宽;

(2) 传输信号的带宽主要由扩频函数决定，此扩频函数通常是伪随机(伪噪声)编码信号。

扩频通信与一般的无线电通信系统相比，主要是在发射端增加了扩频调制，而在接收端增加了扩频解调的过程。在发射端利用一组速率远高于信号速率的伪随机噪声码(Pseudo Noise Code，PN码)对原信号码进行扩频调制，一般是将信号扩展至几兆宽的频带上，然后将扩频后的信息调制到空间传输的载频上进行发送，通常发射的载频是千兆的数量级，在接收端经解调后，利用相同的PN码进行解扩，把铺开的信号能量从宽带上收拢回来，凡与PN码相关的宽带信号经解调还原为原来的窄带信号，而其它与PN码不相关的宽带噪声仍维持宽带，解调后的窄带信号再经窄带滤波后，分离出有用信号，而大部分噪声信号则被滤掉，这样使信噪比得以极大的提高，误码率大大降低。

3、扩频通信的分类

目前常用的扩频通信实现方法主要有：直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)、跳频(Frequency Hopping)、跳时(Time Hopping)、宽带线性调频(Chip Modulation)等方式。

1) 直接序列扩频技术

直接序列扩频，就是用高码率的扩频码序列在发端直接去扩展信号的频谱，在收端直接使用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解调，还原出原始的信息。直序扩频系统的解扩采用相关解扩，这是它与常规无线通信解调方式的根本不同。在接收端，接收信号经过放大混频后，经过与发射端相同且同步的PN码进行相关解扩，把擴频信号恢复出窄带信号，再对窄带信号进行相干解调解出原始信息序列。

2)跳频扩频通信技术

跳频扩频通信技术的实现方法是载频信号以一定的速度和顺序，在多个频率点上跳变传递，接收端以相应的速度和顺序接收并解调。这个预先设定的频率跳变的序列就是PN码。在PN码的控制下，收发双方按照设定的序列在不同的频点上进行通信。由于系统的工作频率在不停地跳变，在每个频率点上停留的时间仅为毫秒或微秒级，因此在一个相对的时间段内，就可以看作在一个宽的频段内分布了传输信号，也就是宽带传输。跳频通信系统的频率跳频速度反映了系统的性能，好的跳频系统每秒的跳频次数可以达到上万跳。跳频通信系统在每个跳频点上的瞬时通信实际上还是窄带通信。其中，跳频通信的关键部件是跳频器，它又由频率合成器和跳频指令发生器两部分组成。频率合成器受跳频指令发生器的控制产生跳变的载频信号去调制信号或解调信号。跳频序列的同步是跳频通信的核心技术。

3)跳时扩频技术

与跳频系统相似，跳时是使发射信号在时间轴上离散地跳变。我们先把时间轴分成许多时隙，这些时隙在跳时扩频通信中通常称为时片，若干时片组成一跳时时间帧。在一帧内哪个时隙发射信号由扩频码序列去进行控制。在发送端，输入的数据先存储起来，由扩频码发生器产生的扩频码序列去控制通-断开关，经二相或四相调制后再经射频调制后发射。在接收端，当接收机的伪码发生器与发端同步时，所需信号就能每次按时通过开关进入解调器。解调后的数据也经过一缓冲存储器，以便恢复原来的传输速率，不间断地传输数据，提供给用户均匀的数据流。只要收发两端在时间上严格同步进行，就能正确地恢复原始数据。

4、扩频通信的应用

扩频通信是通信的一个重要分支和信道通信系统的发展方向。近年来，随着超大规模集成电路技术、微处理器技术的飞速发展，以及一些新型元器件的应用，扩频通信在技术上已迈上了一个新的台阶，不仅在军事通信中占有重要地位，而且正迅速地渗透到了个人通信和计算机通信等民用领域，成为新世纪最有潜力的通信技术之一。■

参考文献

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