《通信原理》課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

殷仕淑

（安徽財經(jīng)大學(xué)電子信息工程系，安徽 蚌埠 233041）

《通信原理》課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

殷仕淑

（安徽財經(jīng)大學(xué)電子信息工程系，安徽 蚌埠 233041）

對《通信原理》課程的教學(xué)內(nèi)容按照詳略結(jié)合，重點突出，難點詳盡的要求進(jìn)行優(yōu)化，側(cè)重基礎(chǔ)理論的講解。在講解過程中，抓住圖和重點公式的理解，用“時域”和“頻域”把知識點串起來，避免繁瑣公式推導(dǎo)，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

通信原理；教學(xué)改革；教學(xué)優(yōu)化

《通信原理》課程做為高校電子信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課程，在課程體系中有著非常重要的位置。《通信原理》課程的理論教學(xué)內(nèi)容多且繁瑣。但因為近年高校普遍進(jìn)行教學(xué)改革，這門課的課時量大多由原來的70多下降為50多。以安徽財經(jīng)大學(xué)電子信息工程專業(yè)為例，一學(xué)期18個教學(xué)周，除掉第10周為能力拓展周之外，17周每周3個學(xué)時，一共有51個學(xué)時進(jìn)行課堂教學(xué)。這就要求任課教師必須對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，在保證良好的教學(xué)效果的同時完成教學(xué)任務(wù)。

本文將基于樊昌信所著《通信原理》（第6版）這本教材，對這門課程的理論教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化進(jìn)行探討。

1 《通信原理》課程教學(xué)內(nèi)容

樊昌信所著《通信原理》（第6版）這本教材一共有14章內(nèi)容。其中，第三章“隨機(jī)過程”是《通信原理》這門課的數(shù)學(xué)部分的基礎(chǔ)知識；第五章至第七章的內(nèi)容是通信課程的基本理論；第九章內(nèi)容講解的是模擬信號數(shù)字化，然后利用數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸；第十一章內(nèi)容是關(guān)于信道編碼的基礎(chǔ)知識；第八章和第十二章的內(nèi)容屬于稍新的發(fā)展技術(shù)；第十章的教學(xué)內(nèi)容事實上部分和前面章節(jié)有所重復(fù)。

基于上述對《通信原理》教材內(nèi)容的理解及其定位，在51個課堂教學(xué)學(xué)時里，對各章節(jié)的學(xué)時分配如下：

第一章：緒論（2學(xué)時）

第三章：隨機(jī)過程（8學(xué)時）

第四章：信道（2學(xué)時）

第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng)（5學(xué)時）

第六章：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（8學(xué)時）

第七章：數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)（6學(xué)時）

第九章：模擬信號的數(shù)字傳輸（7學(xué)時）

第十章：數(shù)字信號的最佳接收（4學(xué)時）

第十一章：差錯控制編碼（5學(xué)時）

第八章：新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)(2學(xué)時)

第十二章：正交編碼與偽隨機(jī)序列(2學(xué)時)

該課時分配方案是把側(cè)重點放在基礎(chǔ)理論的講解上。對于第八章和第十二章只簡單講解工作原理，余下其他內(nèi)容自學(xué)。第二章：確知信號，這部分內(nèi)容要求學(xué)生課后翻閱了解。第十三章和第十四章因相較內(nèi)容簡單，責(zé)令學(xué)生課后自學(xué)。對于教學(xué)重點的基礎(chǔ)理論部分，筆者按照詳略結(jié)合，重點突出，難點詳盡的要求進(jìn)行優(yōu)化。下面以第六章為例進(jìn)行詳細(xì)說明。

2 《通信原理》課程教學(xué)內(nèi)容

第六章，數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，共有7小節(jié)內(nèi)容。在進(jìn)行內(nèi)容講解時，筆者的關(guān)鍵處理方法是：（1）抓住圖和重要公式的理解；（2）牢記分析信號與系統(tǒng)是在兩個域：“時域”和“頻域”。在該思想的指導(dǎo)下，從討論圖6-1開始，了解數(shù)字基帶信號的幾種常見波形后，重點強(qiáng)調(diào)表達(dá)式（6.1-1），，的理解：

（1）注意到式中變量為t, 該式是數(shù)字基帶信號的時域表達(dá)式；

（2）一般來說，n是時間意義上的持續(xù)；

（3）累加號不是幅度值大小的累加，而是時間上的持續(xù)；

（4）an是第n個碼元對應(yīng)的電平值，一般取（1,0，-1）中的某一個，但并不確定到底是哪個，因此，待傳輸信息的隨機(jī)性就反應(yīng)在這個“an”符號上；

（5）函數(shù))(tg可以是矩形波，三角波，升余弦波等，是一個碼元持續(xù)時間Ts內(nèi)表示信息碼元的電波形函數(shù)。

在理解數(shù)字基帶信號的時域表達(dá)式的基礎(chǔ)上，對該基帶信號的頻譜結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論。由于此討論過程非常繁瑣復(fù)雜，筆者主要強(qiáng)調(diào)以下幾點：（1）對圖6-2的理解；（2）對穩(wěn)態(tài)波部分的物理意義的理解；（3）數(shù)字基帶信號的隨機(jī)性體現(xiàn)在交變波部分。

對數(shù)字基帶信號的功率譜公式（6.1-26）進(jìn)行分析時，主要強(qiáng)調(diào)連續(xù)譜，離散譜分別取決于什么因素？信號帶寬如何確定？結(jié)合例6-1，例6-2，要求學(xué)生會計算分析該類的題。

在第二小節(jié)中，首先要告知學(xué)生為什么要進(jìn)行傳輸碼的選擇？然后著重講解AMI碼和HDB3碼。余下內(nèi)容課后閱讀。第三小節(jié)，從圖6-6入手，結(jié)合圖6-7，講解圖6-6中各組成部分的作用，導(dǎo)出誤碼的產(chǎn)生的原因：加性干擾和碼間串?dāng)_。在做定量分析時，要求學(xué)生掌握"傳輸總特性的概念"，以及對表達(dá)式（6.3-7）各部分的理解。強(qiáng)調(diào)消除碼間串?dāng)_，其實就是使得式（6.3-7）中的第二部分為零。

然后順理成章的導(dǎo)出第四小節(jié)的消除碼間串?dāng)_的基本思想。在理解圖6-10的基礎(chǔ)上，得到無碼間串?dāng)_的時域條件，強(qiáng)調(diào)奈奎斯特第一準(zhǔn)則是無碼間串?dāng)_的頻譜條件。在對奈奎斯特第一準(zhǔn)則的物理意義的理解基礎(chǔ)上，引出“理想低通特性”和“升余弦滾降特性”。要求學(xué)生能看懂圖6-12及理解表達(dá)式（6.4-19）。

對于“抗噪聲性能”分析這部分，強(qiáng)調(diào)以下幾點：

（1）噪聲模型；（2）分析方法；（3）與模擬傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能分析的區(qū)別。

所有數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能分析的方法是相同的，這里求的是“誤碼率”，而不是模擬通信系統(tǒng)中所求的解調(diào)器輸入輸出端的信號噪聲比。但要說明事實上誤碼率大小和輸入的信號噪聲比大小是密切相關(guān)的。

對于第六小節(jié)和第七小節(jié)的內(nèi)容，安排學(xué)生課堂閱讀后進(jìn)行問答式討論。

從上述對第六章授課內(nèi)容的講解方式上看，抓住圖和重點公式，把知識點用一根線串起來，從時域到頻域，避免繁瑣公式推導(dǎo)；詳略得當(dāng)，重點突出，難點詳盡；降低學(xué)生看到大量繁瑣公式的畏難情緒，提高其對知識點想要了解的興趣。事實證明，這樣對教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化處理的教學(xué)效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的好過按本宣科，大大小小的知識點都不放過，沒有輕重之分，缺乏邏輯性的枯燥性填鴨式的授課模式。

3 結(jié)語

由于近年來本科生培養(yǎng)計劃大幅度調(diào)整，教學(xué)課時量顯著減少，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)完成不了教學(xué)任務(wù)，達(dá)不到要求的教學(xué)效果。通過對《通信原理》的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心細(xì)致的優(yōu)化，側(cè)重基礎(chǔ)理論。在基礎(chǔ)理論講解時，抓住圖和重點公式的理解，用“時域”和“頻域”把知識點串起來，避免繁瑣公式推導(dǎo)，效果明顯，反應(yīng)良好。學(xué)生表現(xiàn)出很大的興趣，進(jìn)一步帶動了對先進(jìn)技術(shù)了解的熱情。對于程度較好的同學(xué)，教師應(yīng)鼓勵他們通過閱讀相關(guān)內(nèi)容的科研文獻(xiàn)培養(yǎng)其思考能力和一定的科研能力。

[1] 樊昌信,曹麗娜. 通信原理(第六版)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2010.

[2] 羅薇.《通信原理》課程教學(xué)改革的探索[J].青年與社會, 2013,(3):158.

[3] 侯艷麗,崔慧敏. “通信原理”課程教學(xué)改革與實踐[J].中國電力教育,2013,(25):101-102.

Optimization on teaching contents of communication principle

This paper proposes an optimization scheme on the teaching contents of the course communication principle. Based on two key words: "time domain" and "frequency domain", knowledge points are boned by understanding figures and formulas in books. Good teaching effect has been obtained through the proposed scheme.

Communication principle; teaching reform;optimized teaching

G642

A

1008-1151(2015)09-0142-02

2015-08-10

國家自然科學(xué)基金（61102118）。

殷仕淑（1973－），女，安徽財經(jīng)大學(xué)電子信息工程系副教授，研究方向為數(shù)字信號處理，多速率數(shù)字信號處理，濾波器組，數(shù)字圖像處理。