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通信原理总结精选(九篇)

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通信原理总结

第1篇:通信原理总结范文

通信原理是高等院校电子信息与通信工程学科的专业基础课,课程的主要任务是以现代通信系统为背景、以通信系统的模型为主线,讲述现代通信的基本原理、基本技术和通信系统性能的分析方法,以适应现代信息社会对通信人才的需求。

通信原理课程的主要特点是理论性强、直观性差、数学公式推导多,而且涉及到数学、信号等多门前修课程,学习难度大。在教学过程中,学生普遍反映课堂教学难于理解和掌握,教学效果不理想。因此,教学改革的要求很迫切。

二、本校通信原理教学中存在的问题

现有的教学模式仍不能很好的适应教学现状,问题主要有以下几点:

第一、理论教学与通信产业与通信新技术的联系不够密切,需适当关注通信新技术的发展。

第二、教学经验不足,在活跃课堂气氛、激发学生学习兴趣方面要进一步深入探讨并进行改革。

第三、实验教学内容有待于改革。

三、通信原理授课思路和策略

教学过程中,需要抓住课程主线和章节脉络及相互关系、理清思路,这样可以把抽象的知识连贯起来,更容易掌握。通信原理课程的知识结构由通信系统的一般模型展开,各章即为系统模型中各模块的介绍,一般先围绕系统框图介绍原理,并通过各模块前后有用信号和噪声的时域、频域表示形式来展开讲解;然后,围绕评价通信系统的两个最重要的质量指标展开分析和讨论,即有效性和可靠性。对可靠性来说,就是要讨论模拟通信系统的信噪比和数字通信系统的误码率,对有效性来说,就是要分析带宽和频带利用率。最后,讲完相关章节时,总结、比较一下各种通信系统的原理及其有效性、可靠性,可以起到复习的效果。如各模拟通信系统的相干解调器框图基本相同的、数字系统的相干解调框图与模拟系统的相比较只不过最后多了一个抽样判决等。

四、教学改革

受浙江省2010年教育科学规划(高校)课题资助,针对通信原理课程存在的上述问题,我们从理论教学内容、教学方法、实验教学方面着手进行了教学改革。

1.教材与课程内容

目前,国内通信原理的教材非常多,其中,西安电子科技大学樊昌信教授的《通信原理》最为经典,内容丰富、体系较为完整,因此,我们以该版本的“通信原理”作为基本教材,并自编辅助教材介绍与教材各部分内容相关的一些新理论、新技术。

自编辅助教材或教案时,将与学生专业有关的科研成果、典型通信网络系统案例分析等渗透到教学内容中去。例如在讲解模拟调制系统抗噪声性能时,教师可以简要介绍最新的基于小波理论的信号降噪方法。再如,在讲数字调制解调新技术时讲些GSM和CDMA数字蜂窝移动通信系统等,这样做既可让学生了解最新的学科知识,又可以引起学生的兴趣。

2.实践教学

主要从以下两个方面着手改革。

(1)引入Matlab仿真实验。本校目前的通信原理课内实验,主要是围绕通信原理实验箱开设一些验证性实验,这种类型的实验大都是演示性和验证性的,实验步骤都是事先安排好的,学生动手操作的范围有限,使得学生对实验兴趣不高,无法满足提高动手能力和培养创新意识的要求。另外,与实验箱配套的实验基本上局限在单一的知识点上,难以建立通信系统级的概念。

而仿真软件的引入可以很好地弥补上述缺陷,极大地提高实验的综合性和设计性,在学生使用Matlab等仿真软件进行仿真试验的过程中,要设计系统方案、搭建模型、设置仿真参数,直至运行、改进等具体工作,这对提高学生的综合素质是一种有力的锻炼。另外,软件仿真实验内容既可与基本理论相结合而设置,又能与硬件实验相互补充。如:对于FM调制技术,在实验箱的实验中,主要目的是验证调制原理,在示波器上观察时域波形的变化。而在Matlab仿真平台上实现AM调制技术,则可以灵活设计系统结构,仿真不同信噪比下的误码率等性能,观察频谱特点,分析功率分配等问题,这些方面是目前实验箱实验所不具备的,但却是学生需要掌握的。实践表明,采用软件仿真试验,教学效果好,可提高学生的学习兴趣和热情。

(2)利用Matlab仿真演示辅助课堂教学。利用Matlab仿真辅助教学,将抽象的内容教学寓于形象直观、启发性强的仿真演示中,激发学生的学习兴趣[5]。例如,在讲解“无码间干扰传输特性的奈奎斯特准则”时,通过仿真先演示理想冲激脉冲序列及其系统响应,让学生注意观察脉冲序列叠加的情况,并适时引导学生思考:“粗看,输出端各脉冲序列的系统响应是叠加的,无法恢复,但仔细观察,是否存在不叠加的时刻?”在教师的引导下,同学们会发现在一些点上只有一个系统响应有最大值而其他系统响应为零,而且这些点是周期性出现的。然后,教师点评:“只要我们在这些点上对信号抽样,就可以做到无码间干扰,否则,码间干扰现象就无法避免,那么,如何才能做到恰巧在这些点上抽样?即抽样应该满足什么条件”,这样,学生就会对问题有整体和实质性的认识。奈奎斯特准则的内容较抽象,数学推导也很多,在有限的课堂教学过程中,如果仅作数学推导和理论讲解,效果并不好。所以在讲授类似内容时,把严密的数学推导留给学生课后,而把课堂的大部分时间留给仿真演示,由教师引导学生观察和思考,通过这种手段提高教学效果。

(3)课堂教学改革。教学手段、教学方法改革是提高教学质量的重要途径。

①教师与学生间的互动

教师与学生间的有效互动,对于调动学生的学习积极性非常有帮助。

在讲完一章内容之后,安排20到30分钟时间,让学生来总结该章内容,老师则坐在台下。只有学生在整章内容的讲授过程中认真听课,抓住老师强调的重点,才可以总结章节的内容。因此,学生要能做到比较顺畅地总结章节内容,就必须认真听课,这无形之中就调动起他们听课的积极性和主动性,请他们来总结章节的内容既帮助他们回忆和加深对所学知识的记忆,又锻炼了他们语言表达和归纳总结的能力,增强了他们的自信心。

教师坐在台下,可以换一个角度来审视自己讲授的内容是否完整,讲课方式是否得当,并及时了解学生的学习状况。在讲完数字频带信号后,我从学生的总结中发现学生的理解大都比较肤浅,这有可能是因为我没讲解清楚,忘了比较不同调制方式下的异同、以及模拟调制与相应的数字调制系统间的异同,包括调制器、解调器、误码率推导等方面。在学生总结完之后,我就以上问题重新做了补充讲解。

经过上述教学改革试验,结果表明同学们听课的积极性越来越高,课堂互动效果明显改善,课堂上看小说、打瞌睡、小声聊天、发短信的现象减少了。

②传统板书与仿真课件、电子课件相结合

由于“通信原理”理论性强,公式推导不少,如果教师花很大一部分时间用在公式推导上,或者用很多时间去写一大串公式,这样做必然导致教学效率低下,教学效果肯定不好。如果采用多媒体教学,简单地把教学内容制成课件,这样教学的信息量虽然大,但学生像看电影一样走马观花式的学习,自然不能完全理解教学内容。因此,片面强调单一教学手段是不正确的,需要多种教学手段并用。传统板书法适应于理论公式推导多的情况,其优点是能够集中学生精力,可以说用笔尖带着学生思路走。如:对于复杂的公式动手推导,重要的定理、结论板书在黑板上,这样做会得到事半功倍的效果,提高教学效果。对于抽象的内容,如2ASK、2FSK、2PSK等的误码率分析,适合采用仿真课件讲解,通过MATLAB仿真获得三种动态曲线,而且可随时修改参数把最佳状态展现出来,相反,如果只通过板书把误码率曲线画到黑板上进行分析,总觉得说服力不强。对叙述性多的,公式推导少的章节可以采用电子课件,讲解各种频谱图、调制解调框图等也适合用多媒体电子课件。

③充分利用所学内容与已有知识点间的联系

让学生将原有的知识与将要学习的内容发生联系,学生就会饶有兴趣地投入到新内容的学习。例如,在讲授码分多址时,要先结合前面已经学习过的频分多址和时分多址的知识,指出这两种方式在用户数增大时面临的瓶颈,如何解决呢? 接着教师结合码元正交介绍伪随机序列的原理及其使用情况,当学生听完介绍后会对码分多址很感兴趣,这就激起了学生好奇心,从而使整个课堂充满了生机和活力!多年的教学实践表明,充分利用各部分教学内容间的联系,能够取得很好的课堂教学效果。

第2篇:通信原理总结范文

关键词:现代通信原理;教学改革;自主实验;开放性实验室

中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)45-0047-03

一、引言

《现代通信原理》是信息与通信工程专业的核心基础课程,是学员将来从事军队信息化建设工作的重要知识储备。在现代信息化作战模式中,通信作为信息传递的重要工具发挥着巨大作用,它是保障军队指挥的基本手段,是衡量军队战斗力的要素之一。现代通信原理课程的主要特点是理论性强、数学公式推导多,在教学过程中,学员普遍反映课堂教学内容抽象、理论性强、难以理解和掌握,而实验作为一个最简单有效的途径,可以达到使通信原理抽象内容具体化的目的。现代通信原理实验课程以全面提升学员通信素养为根本,以实验教学内容和教学方法改革为重点,以培养学员实践能力、创新能力和一丝不苟的科研作风为核心,依托现代通信原理实验室建设为保障,体现实验教学与理论讲授的有机融合。

二、教学内容改革

1.充足教学体系,优化课程结构。基于实验箱的实体实验,是通信原理实验的传统形式。实体实验课程以信息传输为核心,主要学习通信系统主要部件工作原理,重点研究部件各种理论实现的可行性,比较其性能的优劣,但不讨论具体实现电路。

实体实验相比较于抽样理论知识的学习,更加形象具体,对学员充分理解通信系统各个层面、各部分的结构及工作原理有着重要的作用。实体实验的具体操作过程是在实际电路上得出实际信号,高度近似实际通信工程测试,因此实体实验能够培养学员对实际通信电路及信号的认识,熟悉经典通信电路的设计与组成。另外,实体实验是对理论知识的具体应用,加快理论知识向应用能力的转换速度。示波器等通信仪器仪表常作为必备的辅助工具被应用到通信原理实体实验中,通过实验可以使学员掌握这类仪器仪表的使用,为在通信系统的分析测试中的应用打好基础。目前的实体实验项目中,多以验证性实验和综合类实验为主,实验的设计性差,抑制了学员的创新意识、创新能力,实体通信原理实验箱由于方便观察波形,多用于调制解调等原理,而编解码、同步等过程不易体现。另外,实体实验受实验地点、实验时间和实验设备的限制,不利于开放性实验教学的开展。仿真实验的引入,很好地弥补实体实验的缺陷,极大地提高实验的设计性和创新性,增长学员学习兴趣和热情,实现通信基础理论与计算机仿真技术相结合的实践教学。但是,仿真实验教学的引入,并不代表要抛弃或减少实体实验。因为实体实验得到的是真实的信号波形,是参数设置及多种外界因素共同影响的结果,只有实体实验才能反映通信原理的实战性和工程性。

因此,在实际的通信原理实验教学中,采用基于实验箱的实体实验与基于软件开发平台的仿真实验相结合的手段,充实实验教学体系、优化课程结构,充分利用现有的实验条件,将多种类型的实验平台进行整合,使实验内容合理配合理论课程的教学。

2.增加实验学时,合理设定比例。《现代通信原理》实验为8个学时,《通信原理》实验为6个学时,要通过短短几个学时锻炼学员动手实践能力,提高通信系统分析设计能力是远远不够的。这就需要增加实验学时,延长实验室开放时间以满足学员的自主实验要求,同时对实验室的日常管理维护,实验室规范制定等方面提出新的要求。依据培养学员通信系统分析能力的基本目标和通信系统设计能力的根本目标,现代通信原理实验室应以实体实验项目为基础,重点建设仿真实验项目。我室已有的TLS-T301型通信原理实训平台可完成实体实验20项,包括基础知识实验、模拟信号数字化实验、数字基带传输实验、数字频带传输实验、同步技术实验及综合设计实验六大类,开设信道、模拟调制系统、模拟信号数字化、数字频带传输、数字基带传输、差错控制编码、同步原理及扩频通信原理等基于SystemView平台的仿真实验,共计34项。与同水平高等院校实验室开设的实验项目相比,我室开设实验项目数目多、内容丰富。在常用通信理论实验基础上,开设新型通信技术实验,有助于提高学员兴趣,扩展视野。

3.配合装备需要,研讨热门技术。作为军队院校课程,现代通信原理的实验教学内容应适应指挥装备教学的需要,突出军味。例如,某型炮兵射击指挥系统中的有线通信方式采用2FSK和2PSK两种,通过实验加强这两种数字调制方式的理解,有利于后续指挥装备课程的学习。其次减少过于简单和应用较少的通信技术类的实验项目,加强通信技术热门研究方向类的实验,例如基于移动通信中应用的主流技术CDMA码分多址的收发系统设计,基于卫星信道的QAM传输系统设计以及基于IEEE802.16d物理层采用的OFDM调制解调系统仿真等。同时对这方面实验的侧重也有利于学校教学水平与科技力量的提高。

三、教学方法改革

1.从按部就班到自主实验。目前实验教学多是“一条龙”式的教学模式,从实验目的、实验内容到实验步骤和实验注意事项都清楚地写在实验指导书上,学员只要按照实验步骤按部就班地在实训平台上接线、测试,遇到问题翻一下注意事项就能轻松解决问题。这种教学模式不利于调动学员的主动性和积极性,更谈不上培养创新意识了。在现代通信原理的实验教学改革中,必须逐渐摒弃这种做法,只把“实验题目”发给学生,从实验方案的拟定、实验器材的选取、实验过程的实现到实验分析报告的撰写,全过程都是学员自主完成。这种教学模式才能真正锻炼学员解决实际问题的能力,开拓视野,真正做到学以致用、教学相长。

2.从“固定”实验到实战竞赛。利用开放性设计实验室,吸收学员参加科研和实验改革,培养学员分析问题的能力、探索能力和创新能力。开放性实验设计是培养学生创造思维的一条有效途径,对于求知欲强、实验兴趣浓、动手能力强的学员,教员应鼓励他们做自己爱好的项目或组成团队参加具体的课题或项目的研究。利用开放性实验室,鼓励学员参加电子设计大赛、机械电子设计大赛等实战竞赛,使学员真正参与实战较量,通过比赛中的讨论交流,不仅可以锻炼学员的实际操作能力、拓展思路、学习新知识,而且还可以培养创新意识和创新思维,增强集体荣誉感和自信心。

3.从实验结果到过程分析。在实验分析总结报告中,大部分学员注重答案的“准确性”,利用课上所学的知识推导出实验要求的信号波形或数值,否认实验结果的突发性和多因素性。教员在评定分数时,应该改变根据理论推导得出的“理想状态”作为标准的模式,转为注重实验结论的分析,从注重“是什么”转变为分析“为什么”的思维方式,将学员课上表现力作为评定的主要依据。学员进行实验分析时,遇到不明白的问题,可以分组进行讨论,或者查阅相关文献和资料,学习新知识,这样有助于培养善于思考、主动探索的良好习惯。

4.从完成实验到问题思考。在完成要求实验的基础上,精心设计实验思考题可以帮助学员对所学知识产生深层次的理解,提高学习兴趣。例如,在增量调制实验中,理论上要求编码器和译码器的时钟保持一致,译码器输出信号波形才与编码器输入模拟信号一致。如果同步改变发码时钟和收码时钟频率,对译码器输出波形会有什么影响呢?看到这个问题,学员的回答往往是输出波形失真,怎样失真却不得而解。只有通过实验,从实验结果中总结规律才会发现:当收码时钟频率是发码时钟频率的整数倍或因数时,译码输出波形在变化趋势上与编码输入模拟信号是一致的,只是幅度相应的增大或减小,而收码时钟频率远小于发码时钟频率时,译码输出波形才会产生严重失真,这与增量调制的原理有关。通过思考题不仅帮助学员回忆增量调制的编译码原理,还激发了学员动手和思考能力,增强解决实际问题的自信心。

四、实验条件和环境的改善

1.利用现代化教学手段。理论授课的教学手段丰富,多数教室都配备投影仪、计算机、扩音器、网络等现代化软硬辅教设施,而专业课实验室往往是教学手段缺失,教员讲解实验只能通过黑板板书、挂图等传统形式进行展示,不利于学员产生生动直观的印象。在实验室改革中,应增加现代化的教学辅助设施,利用多媒体教学方便各种实验原理的示图、流程展示,有利于对理论知识的复习回顾,给学员留下深刻的印象,加深理解。增加网络教学使学员在课堂上就可完成仿真实验报告并上交,方便教员与学员探讨交流。为实现网络实验教学,需对实验室配置教学网络,采用一对多的布局,一方面方便教员检查学员实验进展情况,利于学员与教员的交流,另一方面防止学员剽窃他人实验报告。

2.购置先进仪器设备。实验设备是实验教学的重中之重,一流的实验室必须依托先进的实验设备和仪器。在教育资金有限的情况下,一种有效的办法是购置为学科多层次、多方向共享的研究平台。欲购进的程控交换实验平台可以同时满足本科现代通信原理实验和研究生通信课程的教学要求,另外该平台二次开发的功能可为拓展兴趣、深入研究的学员提供方便。

3.提升教员整体素质。人才是教育的核心力量,要充分发挥实验室的效能,就必须有一支学术造诣深、思想稳定的团队。提高教员的学术水平是提高教学水平的基础,一条可行之路是吸引教员开展科研开发和教育研究。科研工作不仅能给实验室建设积累经费,更能调动青年教员的工作积极性,使实验室建设乃至学科建设进入良性发展阶段。

五、结语

现代通信原理实验教学要突出“以学员为主体”的指导理念,一切从提高学员实践操作能力、激发学习主动性、培养一丝不苟科研作风的目的出发,采取自主式、启发式、诱导式和师生共同讨论等方式指导学员实验,充分发掘学员的创新能力,为部队输送创新型通信技术人才提供有力支持。

参考文献:

[1]雷菁,黄英,李保国,熊春林,赵海涛.通信系统课程设计与实验教程[M].北京:科学出版社,2011.

[2]张燕.通信原理实验教学改革探析[J].中国现代教育装备,2011,(9).

[3]田克纯,覃远年.通信原理时域均衡技术实验教学的改进[J].实验技术与管理,2005,(8).

[4]侯群.网络环境下信息通信类课程系统优化及实验教学平台的建立[J].中国电力教育,2011,(22).

第3篇:通信原理总结范文

Action-oriented teaching in "Communication Theory" in the exploration and application

Abstract:This communication professional from higher vocational colleges core curriculum, "Communication Theory" meaning teaching, analyzing the current in the "Communication Theory" course the drawbacks of the process, about the use of action-oriented teaching methods of the implementation of the program, citing examples of application of this method the specific model.

Keywords:Action-oriented pedagogy; communication theory; comprehensive ability

1 引言

随着工业技术的发展和社会的进步,通信技术得以迅速发展,《通信原理》作为高职院校通信专业的核心课程,它的作用尤其重要。如果能学好、学透这门课程,对相关专业的学生而言不仅能优质就业,而且对其服务的企业也有促进作用。

但是长期以来,《通信原理》的教学效果很不理想,该课程理论较深,教学中“教师难教、学生难学”的现象普遍存在,究其原因主要有两个方面:一是课程本身确实有难度,理论内容较抽象;二是传统的教学方法注重课堂讲解,与实践脱节,知识都是通过教师讲解出来,而不是学生自己分析获得。多数学生只是在教师的牵引下依葫芦画瓢,自我获取的经验少之又少,这在一定程度上也削弱了学生学习的信心和兴趣,导致学习的效果一直不明显。

鉴于以上原因,在《通信原理》课程中迫切需要寻求一种新的教学方法来改变传统的“教师教,学生学”的模式。上世纪八十年代以来,在职业教育领域出现了一种新的思潮――行动导向教学法。这种方法对于提升学生的综合能力具有较好的成效,正日益被各职业教育机构和院校接受。本文将探索将行动导向教学法应用于《通信原理》课程的具体教学。

2 行动导向教学法简介

(1)基本特点

传统的课堂教学主要以教材为中心,以教师为中心,学生被动地接受教师灌输的大量理论知识,一定程度上制约了学生学习的积极性和创新能力。行动导向教学法区别于传统的教学模式,它是以经验为中心,以学生为中心,以活动为中心,在整个教学过程中,教师承担组织者、引导者、服务者的角色,学生则是教学环节的主体。

行动导向教学的设计原则,是以学生为中心,以学生兴趣为教学组织的起点,并要求学生自始自终参与教学全过程。①教育目标:不是成绩排名第一,是“一个有能力的人”;②教育内容:不是学科体系,是职业活动行为;③教材模式:不是有限的知识陈列,是如何去做引导;④教师作用:不是知识灌输,是行为的指导或咨询;⑤教学方法:不是单向地灌输,而是双向的传递和互动;⑥效果控制:不是靠分数激励,是不断取得成就的体验。

(2)基本方法

行动导向教学有一套可单项使用,也可综合运用的教学方法,可以根据学习内容和教学目标选择使用。目标单一的知识传授与技能教学方法主要包括:谈话教学法、四阶段教学法、六阶段教学法;行为调整和心理训练的教学方法主要包括:角色扮演法、模拟教学法;综合能力的教学方法主要包括:项目教学法、引导课文教学法、张贴板教学法、头脑风暴法、思维导图法、案例教学法、项目与迁移教学法。

其中,项目教学法在《通信原理》课程中比较容易实施,项目教学法将一个相对独立的项目,交由学生自己处理。信息的收集、方案的设计、项目的实施及最终的评价,都由学生自己负责。学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程的基本要求。把项目教学引入《通信原理》课程时可适当穿插张贴板教学法,教学效果更好。

3 行动导向教学法在《通信原理》课程中的应用

以《通信原理》课程的实验为例说明行动导向教学法在该课程中的应用。目前,《通信原理》的实验以验证性实验为主,其主要目的是观察实验现象,验证原理,加深对理论知识的掌握。传统的实验教学主要特点是:教师是实验中的主角,学生是配角,实验内容、实验的模式基本固定,不够灵活。因此,学生的积极性不高,出现问题不思考、不分析,多数学生都依赖老师解决。

行动导向教学法在《通信原理》课程中的具体应用,打破了传统的模式,创造了全新的教学模式。传统教学模式的流程如图1所示。采用行动导向教学《通信原理》的教学流程如图2所示。

相较于传统的教学模式,行动导向教学确定了以学生为主体的教学方式,教学的环节主要由学生自己参与、自行设计设计、团队配合、协调完成。通过这样的转换,传统教学的弊端得以改善。

4 行动导向教学法在《通信原理》课程中的教学实例

项目:数字基带传输系统中码型变换实验。

行动导向教学的实施过程可以分成以下几个阶段:

(1)布置实验任务,教师提出问题。

教师布置实验任务,并提出问题。如:AMI码与HDB3码相比,它们的波形有何异同?全“0”和全“1”时HDB3码的波形有什么特点?CMI码如何确定起始电平?

(2)学生分组。

学生自由组合,3~4名学生为一组,各小组推荐1名组长,其余2~3名为组员,组长负责本小组的统筹,并分配各个组员的任务。教师要求各小组在实验过程中通过实验现象解决(1)中提出的问题。

(3)选择实验模块,完成电路连接。

电路图由教师事先提供,要求学生熟悉所选模块的功能(学生可以通过互联网或书籍进行查询),学生根据电路图完成整体电路的连接。在实施这一过程当中,学生可能会提出各种各样的问题,老师要有足够的耐心进行解释,并且老师还要向学生提一些问题,如示波器显示的信号类型,以了解学生对知识的掌握程度。

(4)学生实验。

要求各小组独立完成实验任务,有问题可以小组内部讨论或通过查阅书籍的方法解决,培养学生独立分析问题、解决问题的能力并培养他们的团队意识和通力合作的能力。

(5)成果展示。

各小组将实验的结果通过文字、波形以文本的形式展现出来,各小组长将自己组的实验结果张贴出来(白板或黑板上)。

(6)集体讨论,教师总结。

结合(1)提出的问题,各小组各抒己见,给出本小组实验过程中对问题的看法和见解,最后教师进行总结。

5 行动导向教学法在《通信原理》课程中应用的优点

(1)行动导向教学法,将生硬的通信知识以可见的波形展现出来,将一个抽象的信号转化为一个具体的、可视的信号,方便学生接受。

(2)行动导向教学法,激发和培养了学生独立分析问题、解决问题的能力,也激发了学生对《通信原理》这种原理性、较难懂课程的学习兴趣。

第4篇:通信原理总结范文

【关键词】通信原理 学科教学知识 科学发展

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)21-0051-03

信息社会,电子与通信技术的发展加快了人类社会的文明化进程。在电子与通信类专业的课程结构中,通信原理是极为重要的专业基础课程。该课程的教学任务在于讲授通信系统的基本概念和基本原理,教学目的在于让学生掌握通信系统的基本组成、理论原理、实现方法和系统性能,能够在后续课程的学习和工作中灵活应用,并激发他们对通信学科的学习兴趣和学习热情,使他们有足够的自信和能力来适应这一日新月异的领域。该课程内容涉及随机过程、复变函数与积分变换、信息论、信号与系统、数字信号处理等多方面的知识。

高等教育是人才培养的主渠道,而教师则是决定学校教育质量的关键。在20世纪80年代的西方教师专业化运动中,美国斯坦福大学的Shulman教授提出了“学科教学知识”(Pedagogical Content Knowledge,PCK,也有人译为教育学内容知识、教学学科知识、学科内容教学知识等)这一重要概念。舒尔曼认为,学科教学知识是学科知识和教育学知识的特殊混合体,是教师对学科知识独特的专业理解,为教师所特有,是“教师对如何帮助学生理解具体学科内容而做出的理解”。学科教学知识使教师学会思考和组织学科理论的疑难研究和创新,使之与学习者多样的兴趣与不同的能力相适应,从而组织教学。学科教学知识的提出,为教师的专业化发展提供了理论依据。学科教学知识是教师在教学中将特定的学科教学内容加工转化形成的、能为学生领悟的知识。学科教学知识的形成,需要教师首先对学科知识、教育理论、学生基础、知识应用等不断进行学习融合;其次对教学过程、教学效果反复归纳、总结,然后对教学经验不断丰富,最终对教学水平不断提高。因此,学科教学知识具有理论性、实践性和个体性。学科教学知识的形成揭示了教师教学能力提高发展的复杂过程,使对提高教师教学能力和教学水平的研究更为深入与科学。因此,快速形成学科教学知识能力并科学发展,对一名新世纪的教师来说具有重要的现实意义。

在此,我们以科学发展观为指导,按照“第一要义是发展,核心是以人为本,基本要求是全面协调可持续,根本方法是统筹兼顾”的要求,本着遵循教学规律、提高教学质量的原则,通过加强教师学科教学知识,对通信原理课程教学进行积极的探索。

一 以人为本,要树立以学生为主体的教育理念

以人为本,体现在课程教学中就是要以学生为主体,以使学生理解掌握课程内容为目的,以提高通信原理课程教学质量为基础,围绕学生成才组织教学活动,构建以“学生为主体,教师为主导”的新型教学模式。这就要求我们在教学过程中注重以下三点:

1.尊重学生的人格

教学过程是师生交往、积极互动、共同提高的过程,是教师教与学生学的和谐统一。因此,教师要尊重学生、爱护学生,形成“民主平等、尊师爱生、情感交融、协力合作”的新型师生关系。师生在人格上是平等的,在课堂活动中是民主的,在相处的氛围中是融洽的,这样有利于激发学生的学习兴趣和主动性,提高课堂教学效果。

2.珍惜学生的学习机会

学生来校学习机会难得,作为教师要认真备好每一堂课、讲好每一堂课,使每一堂课学生都能有所收获。这就要求广泛搜集课程资料,融会贯通地讲授内容,设计构思好讲授方法。教师在备课时,可以进行换位思考,即将自己扮演成学生的角色,感受学生的困惑,思考讲解的技巧,做到有的放矢,寻找到最佳的切入点和突破口,目的是使学生更好地理解知识要点,攻克知识难点,在最短的时间内收到最佳的教学效果。

3.调动学生的学习主动性

课堂教学是学校教育的主阵地、是学生掌握知识的主渠道,如何有效地提高课堂教学效果,是每位教师的职责和义务。因此,在教学过程中要采取合适的教学方法,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。在通信原理的实际课程教学中,我们实施了启发式、讨论式、设计式、情境式、协同式等教学方法,尤其是备课时采用换位思考法做了充分的教学准备,极大地调动了学生的学习主动性和积极性,收到了良好的教学效果。

二 全面协调,统筹处理五个关系,搞好课程教学

在课程教学中,目前普遍存在的问题是知识的无限性与课时的有限性、科技发展的快速性与教学内容的相对滞后性之间的矛盾。通信原理课程教学同样如此,为此我们必须认真进行课程改革:(1)明确该课程在整个课程体系(即学生知识结构)中的地位和作用;(2)研究和处理该课程与其他相关课程之间的内容接口联系;(3)对现有的教学内容进行推陈出新,及时跟踪学术发展动态。在这样的统一思想下,必须注重协调处理好以下五个关系。

1.教学内容与授课学时数的关系

在课堂授课中,我们选用的是樊昌信教授主编的《通信原理》(第六版),这是国家十一五规划教材,也是众多院校通信专业研究生入学考试的指定参考教材,内容丰富翔实、理论体系完整、知识点覆盖面广。内容主要包括通信基础知识与模拟通信原理、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等三部分,推荐学时为90学时。而本校教学计划中规定为80学时,其中还有20学时的实验教学,理论讲授只有60学时。因此,根据前后课程的设置,跳过确知信号这一章。考虑到《通信原理》的很多章节中(尤其是信号检测)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,故进行了重点讲授。同时将信道编码放在后续课程“信息论与编码”中讲授,这样能在有限的学时内将课程的主要内容讲深、讲透,将知识点融会贯通。

2.核心内容与拓展知识的关系

通信原理课程自身特点显著——抽象概念多、数学推导多、逻辑性强,是后续多门课程的基础,教师在教学中必须紧紧抓住核心内容。段梅梅在《传道、授业、解惑在“通信原理”课程教学中的应用》一文中指出,“道”是通信原理的精髓,即通信中最基本的原理和核心观点;“业”是通信原理的基本研究方法、基本性能指标和知识体系;“惑”是学生理解上的难点和实践中遇到的问题。在授课过程中,教师可以按照传“道”、授“业”、解“惑”,将核心目标讲清、讲透,使学生理解掌握。如在数字调制中,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、抗噪声性能等逐一分析,相互比较,使学生不仅理解了三种调制原理调制方法,而且明确了相互关系和各自特点。同时,随着移动通信、卫星通信和计算机通信技术的发展和应用,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在课堂上进行了适当介绍,并指定相关参考书,由学生自学,教师辅导答疑。

3.传统教学方法与现代教学方法的关系

传统教学方法主要是指在课堂上教师讲、学生听、进行知识灌输的一种教学方法。该方法的教学过程和结果往往是教师满堂灌、学生被动学、学生兴趣低、教学效果差。而现代教学方法则强调实行启发式和讨论式教学,教师在课堂上注重思路明晰、突出重点;注重与学生互动、调动学生的学习积极性;注重引导学生自主学习。在通信原理教学中,我们试行了“基于问题式学习”(Problem Based on Learning,简称PBL)的教学方法,设置了“抓住一个主线——抗干扰,理解两个指标——有效性和可靠性,掌握三种调制——幅度调制、频率调制和相位调制,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抽样定理”等核心问题,由学生根据课程内容查阅相关资料进行归纳总结,最终使学生能纵横联想、前后贯通,加深对课程内容的理解、掌握。

4.常规实验与虚拟实验的关系

实验教学是验证和加深课堂讲授知识、提高学生对抽象概念理解能力的一个重要教学环节。通信原理安排了20学时、共5个实验,包括三部分实验内容。第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,重点是形象直观地演示调制解调的原理,使学生加深对知识的理解。这些实验在课堂讲授后立即进行,使理论课和实验课相得益彰。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。第三部分是开放性实验,我们将剩余实验开放,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和实验内容。此外,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,但学时有限,只能重点选做。因此,在后续课程MATLAB语言及应用中,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开设了通信原理的计算机仿真实验,对其硬件实验进行了补充和完善。

5.现代教学手段与传统教学手段的关系

教学手段是完成教务任务、实现教学目的的重要途径。传统教学手段(主要是指黑板加粉笔)和现代教学手段(主要是指多媒体课件)各有利弊:前者清晰易懂,适用于讲授数学推导和理论性强的课程,学生能紧跟教师思路,边记笔记边理解;后者形象直观,信息量大,适用于介绍性多、公式推导少的课程。在授课过程中要根据不同课程的性质和特点,选用不同的教学手段,并注重两者的交叉使用。在通信原理教学中,我们根据不同章节内容选用了多种教学手段。如幅度调制、频率调制和相位调制,其理论性强、数学推导较多。教学手段以板书为主,辅以多媒体课件显示其调制波形,并利用Flas效果模拟,使枯燥的原理教学变得直观具体、生动形象;也使学生学有兴趣、理解全面、记忆深刻。而在讲授绪论时,介绍性内容偏多,则以多媒体课件为主。在讲授数字信号的最佳接收时,则全部采用板书进行。

三 可持续发展,加强课程学科教学知识的应用

讲授通信原理课程的教师应不断加强学科教学知识,并能熟练地运用于教学实践活动中。一方面要强调基本理论、方法的分析,重点培养学生的思考能力;另一方面必须加强实验教学和实际训练环节,重点是培养岗位技能。该课程的教学目标是使学生掌握典型数字通信系统的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和实验技能等,熟悉当前数字通信技术发展的现状和最新进展。核心是教授学生通信知识,培养学生良好的学识素养,为后续专业课程的学习打下坚实的基础。

1.学科知识传授方面,教学重点放在数字通信系统部分

“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、编码技术几大部分。由于现代通信的发展方向是数字通信,因此,教学重点应在数字通信系统部分。在课程的开始阶段,让学生准确把握数字通信系统的组成、各模块的功能,使学生能把课程的重点内容有机地联系起来。在学习具体知识点时,能明确它们在通信系统中所起的作用,收到“既见树木,又见森林”的效果。“通信原理”是一门理论和实践并重的课程,在理论教学方面,要让学生掌握通信系统的基本组成、基本原理和分析方法。为了提高教学效果,在课堂上可以采用设问思考和逆向思考提问等教学方法,引发学生思考,启迪学生思维,激起学生的求知欲。在教学过程中,注意观察学生的理解能力。在备课时,采用换位思考法,感受学生的困惑,考虑讲解的技巧,以最短的授课时间收到最佳的教学效果。同时,根据不同的教学内容,注意将学生自学知识和精讲重难点结合起来。在每章或小节结束时,注意及时进行课程总结,使学生巩固所学内容,便于进行后续学习。

2.介绍新技术、新知识,提高学生学习兴趣

“通信原理”是通信专业的基础课程,最新科技与成果很难及时写入教材,用什么教材讲什么内容的传统也使得学生对新科技、新成果知之较少。而通信的发展日新月异,新技术层出不穷,如何在有限的课时里让学生既能掌握通信基本理论,又尽量领悟更多通信方面的新理论和新技术是教学中需要解决的问题之一。我们在教学中必须以教材内容为主线,穿插讲授最新科技知识。如在讲解通信原理基本理论的同时,介绍移动通信的发展状况、移动通信中常用多址方式、3G技术等内容,既能提高学生的学习兴趣,开拓其视野,又能为他们将来从事新领域的研究指明方向。

3.通过多媒体和仿真辅助教学,加深对基本原理的理解

广泛采用多媒体教学,并在课件设计上注意体现知识的建构过程,重视知识要点的剖析,提高学生主体参与度;在课堂讲解上,注意及时提炼重点知识,避免让学生只看不思考,便于学生理解掌握原理,从而促成传统教学和多媒体教学优势互补;同时,利用仿真软件对通信系统进行仿真演示,提高学生的理解力,培养学生的系统观。

4.加强教学实践,巩固所学内容

“通信原理”是一门实验性很强的课程,为了帮助学生巩固所学内容、加深理解,笔者在教学中采用两种方法来提高教学效果。第一,利用现有的实验设备精心设计实验内容;第二,利用MATLAB仿真软件编写仿真程序,并课堂演示。如仿真实现多种解调方式的误码率曲线,可以让学生直观地了解它们之间的性能差异,体会“面对面”交流的乐趣。而编程基础较好的学生可以开发简单的数字通信系统,重点让学生练习使用信源编码信道及接收机的仿真实现等。这样,不仅能提高学生的编程能力,而且还加深他们对整个通信系统的理解。

四 结束语

“通信原理”是信息化技术的一个重要基础,随着信息化技术的发展和应用,必将发挥更加重要的作用。而这将引发从教学对象到教学内容的一系列变革。因此,我们必须与时俱进,以科学发展观为指导,牢固树立以学生为主体的教育理念,全面协调、统筹处理好五个关系,搞好课程教学;必须要加强课程学科教学知识的应用、因材施教、灵活配置、创新应用教学方法,上好每一堂课。只有这样,才能实现课程教学的可持续发展。

参考文献

[1]冯素.构建和谐校园的思考[J].教育,2007(15)

[2]段梅梅.传道、授业、解惑在“通信原理”课程教学中的应用[J].桂林电子科技大学学报,2007(4)

[3]张立毅.以科学发展观为指导培养高素质通信工程人才[J].科技情报开发与经济,2008(6)

[4]方家银、石靖.浅谈网络对继续教育的促进作用[J].继续教育,2012(4)

[5]顾明远.在没有压力下会学得更好[J].中国教育学刊,2005(4)

[6]徐晓娟.以课程建设促进教师的发展性评价[J].中国大学教学,2005(4)

第5篇:通信原理总结范文

关键词:技工学校;电子专业;通信技术;教学方法;网络知识

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)06-0082-02

通信技术自诞生以来取得了飞速的进展。从人工到自动,从短途到长途,从单一业务到综合业务,已经渗入社会的每个角落。传统通信模式被现代通信系统取代,以程控交换、光纤通信、卫星通信、移动通信、计算机通信为代表的现代通信系统构成了庞大而复杂的现代通信网,将整个世界紧密地联系在一起。

《通信技术》是电子专业的重要专业课程。通过本课程的学习,应使学生掌握通信基础知识和各种典型的通信系统。这是一门理论性很强的专业课,要求学生既要熟悉原理知识,又要对通信网构建有所认知。所以在教学中必须理论联系实际,化抽象为具体。

通信内容多且杂,为了让学生在有限的学时内了解现代通信技术的知识,建立完整的现代通信概念,掌握现代通信网的组成,在教学中,应注意以下几个方面,以提高教学效果。

教学内容模块化

《通信技术》的内容可分为通信理论基础知识模块和通信网络知识模块。在这两部分中,通信理论是地基,通信网络是大楼,地基打好了,可以建造出各种不同的楼。

通信理论基础知识又分为信号处理和信号传输两个模块。信号处理包括放大、A/D转换、模拟调制解调、数字调制解调、数字信号的各种编码等;信号传输包括:多路复用、中继、传输方式和路径的选择等。信号处理类似于车辆加工,信号传输则是考虑车如何在高速公路奔驰。基础知识课开设时间为一个学期,共40学时。

通信网络知识的学习,首先要让学生在头脑中形成一个概念:通信实际是形成一个网络,将所有的用户连接在一起,进行信息交流。如何连接用户,如何使传输的内容更多,传输的速度更快,这就是通信中常说的可靠性和有效性,也是通信最终的内容和目的。因此,可以分别从网络终端、传输链路和网络节点这三个模块来展开。该课开设时间为一个学期,共60学时。“网络终端”偏重于时下流行的手机,重点介绍手机基本电路结构。“传输链路”主要介绍有线传输方式,如光纤传输、有线电视网、数据网等;无线传输方式,如移动通信、卫星通信等;“网络节点”主要介绍交换机、路由器、网关、基站等。

教材建设

教材是指导教师确定教学内容的依据,也是引导学生学习的工具。关于通信技术的教材非常广泛,目前普遍使用的教材主要有以下两类:一类是理论性强,内容涉及高等数学、信号与系统等其他学科,数学推导过程多。这些内容中技生比较难理解、不易掌握;另一类是既包含通信基础知识,又掺杂小部分通信系统诸如交换机、光纤通信、移动通信等。这部分教材往往内容比较精简,很多知识点不够深入,需要教师自己进行补充。为此,教师可以结合当前学生的特点和从事通信行业的毕业生所反馈的信息,参考资料,编写具有自身特色的、适合当地发展需求的校本教材。

通信基础所侧重的知识点有:(1)通信系统构成模型,这个模型是学习一切通信知识的基础;(2)脉冲编码调制(PCM)技术;(3)多路复用技术;(4)信号模拟调制和数字调制技术等;(5)同步。通信基础部分的内容以通信系统模型作为树干,模拟通信和数字通信为两大主枝,两种通信方式均以有线传输和无线传输作为分枝,具体通信过程中信号的处理方式则是每一分枝上延伸出的细叶。细叶的多少根据学生接受能力来决定。具体编写思路见下页图1。通信网络所侧重的知识点有移动通信组网原理和光纤通信网组网原理。这两个网络是目前无线网络和有线网络的典型代表,并且是今后通信技术发展的两大方向。编写思路按照前文提到的网络三模块(终端、链路、节点)来进行。通信网络教学内容更新较快,基本上每次讲授都应该充实教学内容。

教学方法

(一)教材内容处理

贯彻精而简的原则,精选内容、从简处理。重点阐明基本概念、基本原理和实际应用。

内容图框化 将所讲授的内容图框化,让学生从信号的流入到信号的流出走一遍,这样,学生就会将零散的知识点串起来,对所学内容建立完整的认识。在整个教学过程中,教师始终扮演“领路人”的角色,给他们“树干”,让他们自己去“添枝加叶”。

内容图表化 列表将通信中相近的内容加以对比,既找到共同处,又可发现区别所在,从而掌握知识点的特性。如模拟调制和数字调制的比较;有线传输和无线传输的比较;信号和信息的比较;多路复用和多路复接的比较等。

内容通俗化 通信的很多术语比较晦涩难懂,教师可以与平时的生活联系起来,用形象生动的语言来解释。如把信号看成是车,音频信号是小赛车,视频信号是泥头车,前者容量小,跑得快;后者容量大,跑得慢等。所以上网看视频经常先听到声音后看到图像;调制是人(传输信号)坐车(载波信号),解调是人下车等;多路复用是交通规则,指挥车辆(信号)在不同的车道(频段)上或不同的时间(时隙)上往来等。

(二)教学方法多样性

很多学校在教室和实验实习场所都配备了投影设备,有了这些条件,在教学方式上,可以将黑板加粉笔的传统教学方式与投影展示、多媒体电子教室进行通信仿真等先进的教学手段结合起来,提高教学质量和效率。

另外,将理论课与实习课有机结合。实习是理论联系实际的重要环节,它不仅能配合讲课,巩固和验证所学的理论知识,更重要的是能训练学生基本的操作技能。理论课不局限于在教室里讲,也可以到实训室去讲;在实训室里边讲边演示,学生可以边听、边看、边动手。把书本上“死”的东西变为“活”的知识教给学生。例如,在讲述程控交换机时,为了让学生更好地掌握人工交换与程控交换的区别,先让学生自己在交换机实验箱上分别以这两种交换方式通话,由他们自己写出通话操作过程,总结优缺点。最后,教师再进行总结。

我们学校通信专业的学生进行的通信实训内容为手机测量与维修。测量包括常用的测量工具使用法,手机电路中的常见信号测试、典型元器件测试。维修以几种常见手机型号为例,学习手机拆装、元器件焊接方法、典型故障维修等。

每位教师都很难掌握所有通信方面的知识。如果在授课过程中,涉及自己不甚了解的教学内容,不妨采用交换授课这种方式。例如,我校通信专业的学生为校企合作班,除了任课教师讲授通信课程外,每周还专门请企业的技能专家来校讲学。

在教学过程中,还可以让学生来当教师,既锻炼了学生的胆识,又提高了他们的思维组织能力、语言表达能力和自学能力。采用这种方式,必须要求学生课前准备好。写出授课计划和教案。教师先进行指导、把关。例如,在讲授程控交换机的交换方式时,教师讲了时分交换和空分交换。如果二者结合起来,又如何进行交换呢?这一内容就交给了学生来讲。完成这项工作,他必须先熟练教材,掌握之前讲过的两种交换方式,自己归纳总结,设计板书,在教师审核后走上讲台。通过这种方式,课堂气氛活跃了,学生的兴趣提高了,课堂效果也大大增强了。要注意的是教师在整个教学过程中合理分配好时间。讲课后要对讲述内容进行总结,适当给予表扬、及时评议,并将评议结果记入平时成绩。

通信技术是电子专业不可少的一门课程,理论强,内容多,更新快,这都给教学上带来了一定的难度。怎样更好地提高课堂教学质量,激发学生的学习兴趣,是值得我们思考和研究的。

参考文献:

[1]高健.现代通信系统(第3版)[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2]谭中华,等.现代通信技术(第3版)[M].北京:机械工业出版社,2010.

[3]张卫钢.通信原理与通信技术(第3版)[M].西安:西安电子科技大学出版社,2012.

第6篇:通信原理总结范文

【关键词】 课程实验;通信原理;仿真实验;自主性实验

【中图分类号】G424 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2013)9-00-02

课程实验作为课程教学目标的重要载体,其教学效果直接影响学员对理论知识的理解程度以及学习的兴趣。“通信原理”是通信工程、信息工程和指挥信息系统等专业的专业基础课,涉及“信号与系统”、“数字电路”、“高频电子线路”等多门先修课程,是其他后续专业课程的基础。该课程理论性强,知识面广,概念抽象,数学公式推导多,与基础课联系紧密。“通信原理”课程实验,能够实现加深学员对本课程的基本理论知识及基本概念的理解,建立起完整的通信系统概念,提高学员理论联系实际的能力,培养学员的工程应用能力、综合设计能力和实践创新能力,如何提升课程实验教学效果已成为专业实验室研究探索的目标之一。

1 目前实验教学存在的问题分析

通信原理课程实验大致可分为验证性实验、综合性实验和设计性实验。目前,通信原理实验主要是依托现有的通信原理实验箱开设相应的验证性实验,硬件实现较多,学员动手操作范围受到限制,创新性思维训练不足。综合性实验涉及本课程的综合知识及与其相关的其他课程知识,要求学员运用多方面理论、多种实验方法进行实验。设计性实验给定实验目的、实验要求和实验条件,由学员自行设计实验方案并加以实现。设计性实验不但具有基础理论和专业知识研究的性质,还具有项目(工程)设计、优化、改进等特点。增加综合性、设计性实验内容的比例是课程实验改革的主流,对全面培养学员的独立思考能力、综合运用、综合实践技能和严谨的工作作风具有重要作用。

现工科各专业进行科研探索和工程设计不可缺少的重要环节是系统建模与仿真。而目前的通信原理实验恰恰缺少这一环节。随着通信与信息处理专业函数库和专业工具箱的完善,仿真软件在通信理论研究、算法设计、系统设计、建模仿真和性能分析验证等方面的应用更加广泛,已逐渐为广大通信技术领域专家和工程师的日常工具。目前的通信原理实验,可以满足部分设计性实验,主要是在实验箱的基础上对硬件进行编程控制,缺少对仿真应用软件的学习和使用。在实验课上掌握一种或两种仿真软件的使用方法,不仅对学员开展毕业设计、科学研究等具有帮助作用,更重要的是提高了学员的工程应用能力和信息化素养。

此外,目前的通信原理实验课均是开设在本学期理论教学的全部内容结束之后,利用10学时进行实验。而当学员着手实验时,往往对开始所学习的原理有所淡忘,实验效果不好,对原理的认识理解也不够深刻。另外,现有的课内实验学时量不能够保证设计性实验课的开出,所以,将这部分实验课开设在通信原理课程结束后的第二个学期,在“信息综合课程设计”等综合实践类课程中加入通信系统中的部分内容,进行设计性、综合性实验。这样不仅使学员的动手实践环节有了连贯性,加深了对整个通信系统的认识,而且会使学员的工程应用能力和创新思维能力有大幅提升。

2 多种实验方法的融合

为了进一步提高通信原理课程实验环节的教学效果,充分发挥专业实验室的作用,在现有的实验学时的条件下,将验证性、综合性、设计性实验进行融合,不但能够加深学员对理论知识的思考,同时有效地提高了学员的综合技能和工程基础。

在通信原理实验课程中我们选用的实验箱是南京捷辉公司的JH5001通信原理综合实验系统,该实验箱能够满足验证性实验的基本要求。验证性实验内容与课程内容结合十分紧密,在什么时候开设哪些实验,应该是与理论课同步进行的,由主讲教员根据理论课的教学的需要与实验教员共同商定。为了形象地说明理论课程中的原理,加深学员对原理的理解,主讲教员可以将部分实验在课堂作以仿真演示,然后在原理课程学习完之后,马上安排学员利用实验箱进行实验,让学员自己动手具体验证这部分原理,进一步加强学员对这部分理论课程的理解。比如用户环路接口实验、PAM编译码系统、帧成形及其传输实验、帧同步实验等,都可以安排在该课程内容讲解完相关原理之后立即安排学员着手实验,使得理论课和实验课的教学相得益彰,两方面的教学质量都有较大的提高。

在利用通信电子电路综合设计实验平台及信息通信类综合创新实践平台的综合性实验中,以实验箱和仿真实验相结合的方法进行。在实验开始前为学员提供实验目的、实验要求,以及部分实验步骤,让学员根据所学的相关理论知识综合解决实验问题,采取硬件、软件或硬软件相结合的办法实施。使学员了解FPGA/CPLD可编程开发技术、DSP数字信号处理技术、软件编程技术、电路仿真技术等,提高学员的综合开发能力。

在全部理论课内容结束之后,由教员给出实验应完成的设计指标,让学员利用实验室已有的仪器设备自行设计实验方案,完成实验任务。设计性实验不但可以激发学员生的学习兴趣和积极性,而且设计方案的实施过程是学员运用所学知识与实践结合的过程,这使学员的综合思维和实践能力有了大幅提高。学员可以利用仿真软件进行系统设计,在满足实验预期的设计指标后,选择部分仿真效果好,电路设计合理且易实现的电路独立制作成电路板,通过仪器测量,进行可变参数器件的调整,使电路达到设计要求。例如:电话机呼叫处理系统的设计、计算机数据传输通信测试以及单边带调制系统的调制、解调和抗噪声性能的仿真等,通过设计性实验这一环节,让学员独立思考、分析、判断并反复实践,促进了学员独立学习的积极性,同时极大地提高了实验教学的效果。

3 仿真教学内容的构建

在通信和电子工程领域,系统仿真技术一直是新型通信协议研发、通信体制的性能研究、通信系统设计、信号处理的重要手段。仿真软件,提供丰富的部件资源可方便、直观、形象地构建通信系统,具有强大的分析功能,可对硬件开发提供方案论证和实践指导。在通信原理实验中引入软件仿真技术,可以把系统性能和参数之间的关系形象地展现出来,而且可以将实验箱和仿真软件结合开设设计性实验和综合性实验,使学员对通信系统的原理有更深刻的认识,有利于理论教学和实践教学的融合,有利于学员创新能力和信息化素养的提高。目前,各高校用于通信原理仿真实验的软件主要有两款:Systemview和Matlab/Simulink。这两款软件都可进行通信系统的仿真设计与分析,有助于学员构建系统的整体概念,可让学员对常用的模块自己编写文件,从具体模块的实现到整体系统的架构。

以System View为例,它是美国ELANIX公司的一个完整的动态系统设计、仿真和分析的可视化设计环境,是一个功能强大、用途多样的工具平台,提供开发各种系统的模拟和数字工具,包括数字信号处理、通信、控制以及构造通用数学模型。该软件不需要复杂的计算机编程,可以只通过点击图标和参数输入的方式来完成复杂系统的建模、设计和测试。在二进制振幅键控(2ASK)中,利用System View进行仿真实验的步骤一般为:

①根据2ASK的调制解调原理进行系统分析,画出系统框图;

②根据原理图,建立系统仿真模型;

③进行2ASK调制参数设置;

④系统仿真,分析结果,对系统进行评估和改善。

它要求学员在把课堂上讲授的抽象的理论进行消化的基础上,通过独立思考,自主设计,建立系统模型,有利于克服硬件实验箱电路固定、学员缺乏参与性的弊端。利用SystemView可以完成验证性实验,又可以通过改变参数及相关模块进行设计性和综合性实验的设计,能够很好的调动学员学习的积极性,增强学生的系统分析能力、设计能力。

将仿真软件应用在通信原理实验教学中,充分利用学校现有的教学环境,在现有的条件下为学员提供了更多的实验机会,增强了实验的多样性,扩大了实验范围。不但将通信原理课程中较难理解的内容,通过软件仿真形象生动的展现出来,使学员对知识的理解更加透彻,有效地提高了学员的学习兴趣,而且提高了学员分析和解决实际问题的能力。

4 自主性实验模式的探索

传统的实验模式往往受到学时和资源的制约,而自主性实验模式是一种创新性实验,与研究性实验类似,是指学员在课程实验中,结合自己的兴趣点确定自己的研究项目并进行实验,不占用实验教学学时,但是实验室对学员全天候开放,学员可以充分利用业余时间查阅资料并进行实验,实验教员全程跟踪给予保障和指导。对于自主性实验,自行命题这一环节至关重要,首先是学员要想到什么?这是理论知识与实践认知的积累,也是钻研精神的体现。因此,“命题”是学员理论学习与实践过程中的问题发现和更深层次的探索。在这一环节,实验指导教员要给予充分的指导和论证,帮助学员改进命题,以便更好地进行实验。其次是如何做?在学员命题后,要进行方案设计、选择仪器设备、建立实验方法等,这是实验过程的再造,是在科研技术方法上的提高。最后由实验指导教员给出实验评价,通过自主实验过程和实验报告总结,检验设计方案的科学性和实验方法的合理性,这对培养学员的科研工作能力有着重要的帮助。当然,这部分实验要在学有余力的学员中开设。将科学研究融人实验教学中,会使实验教学真正成为培养学员创新能力的重要环节,是课程实验教育教学改革的重要趋势。

5 结束语

针对目前通信原理课程实验仅采用实验箱进行验证性实验,实验方式单一,效果较差,未充分利用现有的实验条件的情况,将多种类型的实验平台进行整合,在学校人才培养方案和实验目录框架下,将课程内容调整为验证性、综合性和设计性实验三部分,使实验内容既配合理论课程的教学,又与现代通信技术同步发展,使课程实验的教学从内容到形式上都有较大改观。总之,通过采取多种实验模式相结合的灵活教学方法,最终目的只有一个,就是希望使学生经过大学四年的学习,成为具有扎实理论基础、较强动手能力的高素质人才。

参考文献

[1]蒋鸿雁,刘敏.通信原理实验教学改革[J].中山大学学报,2003(23).

[2]王卫红,袁少强.现代控制理论研究型自主性综合实验教学方法[J].实验室研究与探索,2006(6).

[3]周翔.软件仿真在通信原理实验教学中的应用[J].高校理科研究,2010(9).

第7篇:通信原理总结范文

关键词:计算机组成原理实验系统;设计与实现

中图分类号:TP301-4

当今时代,是商业的时代,计算机组成原理实验系统中系统的设计与实现技术并没有得到公开,然而,面对现代教学的要求,用不完善的计算机组成原理实验系统设计与实现进行实验,并不利于增强学生对计算机组成原理的认识。针对学生的层次及自身能力的不同,一套结构简单、易于实现的组成原理实验系统的设计很有必要,不仅可以使学生对实验有更加深入的了解,同时还能培养学生学习和了解计算机的相关技术,提高自身的理论与实践结合能力。

1系统硬件的设计

系统的硬件可以为学生们提供实验的平台,即原理实验仪,由单片机和构成计算机组成的微程序控制器、运算器、输入输出、存储器等基本单元模块组成。

1.1系统的硬件组成

实验仪的组成部分如图1所示:

图1实验仪的组成结构图

实验仪的硬件是以微控制器ATMEL AT89C52为中心,然后再配合其他的各个部件,实现对计算机组成原理的实验教学功能。

1.2MCU AT89C52资源分配

AT89C52资源分配具有一定的标准功能,即8k字节Flash闪速存储器,256字节内部RAM,32个I/O口线,3个16位定时计时器,一个6量两级中断结构,单个全双工串行通信口,片内震荡及时钟电路等。同时,AT89C52可以通过静态逻辑操作降到最低的0Hz,并选用两种软件进行节电的工作。当空闲时,可以停止CPU的运行工作,但是可以允许RAM、计数器、串行通信口等系统的继续工作。下面具体的对系统中MCU资源在端口的分配情况进行了介绍。

通常,AT89C52有四个并行的端口,且每个端口都有8条端口线,可以用于数据的传送和接受工作。在对系统进行设计时,数据缓存器可以用于传送数据,而且P0口也可以对存储器进行访问,片外微控制存储器28C16。其中,P1作为普通的端口,可以对系统的开启和停止进行控制,还可以对数据缓存、地址寄存器等进行相应的控制。

2系统软件的整体设计

2.1微控制程序的整体设计

整个系统的硬件核心就是微控制器,微控制器的主要的功能就是利用实验仪对各项实验的原理进行实验。实验仪通常分为脱机运行和练级运行两种运行模式,所以微控制器的作用就是保证实验仪能够脱机运行,同时又能使实验仪以联机的方式运行。系统设计的主要的内容就是实验仪的联机运行。微控制器程序的编写工作有一定的步骤,即从系统的初始化开始,完成系统初始化之后再进行下一步的工作。系统程序主要采用的是模块化的设计方式,想要实现的功能要能够独立出来,并通过模块的形式提供相应的调用,以达到软件设计结构的清晰要求。各模块之间的关系可以用图表示出来,如图2所示:

图2微控制器程序中各个模块的关系

其中,主控模块的作用就是进行系统的初始化,对通信模块进行管理,协调和定义各个模块之间的工作;通信模块主要是作为PC机和实验仪通信的桥梁;微控制存储器操作模块主要是实现对微控制存储器28C16读写操作的功能,并把相关的指令传送到PC机上。

2.1.1微控制器程序的总体流程设计

实验系统的每一次复位,首先都要运用微控制器程序对实验仪进行各项脱机工作的设置,然后再进行初始化的串口,进入系统程序等待用户的交互操作,串口通信模块实现与PC机串口的交互,进而实现命令的接受、解析等。

2.1.2微控制存储器操作模块的设计

实验仪所运用的微程序设计技术,使微控制存储器存储微指令。首先,在系统正常运行之前,要提前把微指令存储到微控制存储器28C16中;其次,在时序信号的作用下,可以进行微指令的读取,进而对程序指令进行解释。

微控制存储器28C16操作模块的作用主要是对微控制存储器28C16进行相应工作的读取。在对系统进行联机操作设计之后,进行实验时可以下载微指令,通过MCU完成微控制存储器的读写工作。相应的,也可以通过联机进行微控制存储器中数据的读取。根据PC机的命令字,再通过通信模块,可以将PC机中接收的微指令存放在微控制存储器中。

2.2PC机仿真程序的总体设计

PC机方针程序的设计目标是为了使实验能够拥有良好的可视化界面,让用户通过合理的PC结构布局更形象的了解计算机的组成和指令的具体执行情况。

PC机的实际应用软件设计由以下多种模块组成:用户界面。用户界面是在Windows系统的基础上进行设计,所运用的是图形化界面,操作简单,任务窗口较多。通信模块。通信模块的设计所采用的Mod bus协议,此协议在通信模块中的应用使模块更加的标准化,通讯等更加的快捷、可靠,可以任意的进行重接等。文件下载。把程序指令和微指令通过串口发送到实验仪的相关存储器中。

3实验仪微控制器程序的实现

3.1主控模块的实现

实验仪单片机程序的控制中心就是主控模块。想要使系统的主控模块实现,就要对实验仪进行初始化,使其在脱机的情况下运用手动的方式进行运行,等到系统通电之后,通过MCU对实验仪进行手动操作,进而来对相关锁存器、寄存器等控制信号进行设置。随后,对串口进行初始化设置,来等待串口中断情况的发生,此时,实验仪再根据所接受的各种命令对串口中断的程序进行处理。

3.2通信模块的实现

通信模块的实现首先要完成三个方面的工作,即串口初始化、读、写串口。

其中,串口出示化是为实现通信功能的必备条件,所以,首先要对通信模块进行初始化。串行通信的初始化主要是对串行通信控制寄存器、定时器及相关的波特率等进行的设置。

串行通信数据的接收主要是利用实验仪采用中断方式接受PC机传来数据。

串行通信数据的发送主要是运用实验仪对所发送的数据进行查询。

4总结

综上所述,本系统的设计主要是根据串口通信方式,实现了计算机组成原理实验仪与PC机的联机操作。在对计算机组成原理实验系统的设计与实现进行分析时,其组成原理的实验系统是一个开放性的系统,实际的应用过程中学生可以根据实验仪的硬件设计来完成自己的微程序和实验案例。

参考文献:

[1]郑玉彤.《计算机组成原理》课程实现的比较研究[J].中央民族大学学报,2008(12):33-36.

第8篇:通信原理总结范文

关键词 创新创业;特质培育;通信原理课程

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-489X(2012)27-0069-03

Research on Communication Principle Teaching from Perspective of Innovative and Enterprising Education//He Peng, Zhao Yan, Xu Liwei, Xia Ying, Li Hui

Abstract Considering the lack in teaching mode and teaching method with the developing of innovative and enterprising education for IT Specialties,it is necessary to analyse the demand of innovative and enterprising education at home and abroad. The proposals and methods for the reform are put forward and introduced to ordinary teaching.Based on open experiment and study teaching method,a new idea is proposed for different method to combine the process of innovative business undertaking with ordinary teaching,and finally a way is provided for optimization of ordinary teaching.

Key words innovative and enterprising; characteristic cultivation; communication principle

Author’s address College of Telecommunication and Electronic Engineering, Qiqihar University, Qiqihar, Heilongjiang, China 161006

在开展创新创业教育的背景下,人才的培养更注重能力的培养。对信息技术类专业而言,这种能力应包括知识、技能和特质。但是,如何解决好守成教育与创新创业教育间的关系?以创造性、创新性为基本内涵,以课程教学与实践活动为主要载体,以开发和提高受教育者创新创业能力为目标,综合培养其未来从事创业实践活动所必备的知识、技能和特质等尚无成熟的模式和方法[1]。

通信原理课程是本科院校通信、电子信息类学科非常重要的专业基础课程。课程与电路分析、模拟电路和数字电路、通信电子线路有机构成的主干课程群,可系统建立电路与系统领域的知识体系。课程与实践也有着密切的联系,可使学生掌握电路工程设计方法、通信电路设计法与实验技能等。根据以往教学经验总结,通过通信原理课程的系统学习,可以有效地提升学生的专业知识与实践技能。但原有课程教学方法往往过多重视知识的传授,忽视学生文化素质、品质、个性、才能与创造性等的培育和提升。随着创新创业教育的发展,重新反思新形势下课程教学的本质,转变教育观念,采取新的举措,将创新创业教育融入课堂教学是教育工作者必须解决的问题。为此,在通信工程专业的主干课通信原理课程中作了一些探讨和研究,试图将创新创业特质培养的基本内容融入专业教学的各个环节。

1 教学方法改革的基本条件

1.1 师资队伍

本课程组已经形成老中青结合的高学历层次的理论课教学队伍,教师全部具有研究生以上学历,能及时将国内外的先进技术反映到课程中。多年教学积累了丰富的经验,教学效果受到学生的好评。本课程组教师中有齐齐哈尔市优秀教师,有齐齐哈尔大学教学优质奖获奖者,课程组数次获得齐齐哈尔大学教学成果奖励。

1.2 教材建设

理论课教材采用普通高等教育国家级精品教材、普通高等教育“十一五”国家级规划教材,具体为樊昌信教授主编由国防工业出版社出版的《通信原理》(第6版)。双语教学教材采用Simon Haykin教授编写由电子工业出版社出版的Communication Systems (Fourth Edition)。参考书选用T G Thomas教授主编、由McGraw-Hill出版社出版的Communication Theory。该教材是香港中文大学本科通信原理课教材,是比较适合中国人阅读习惯的英语教材。实验课教材为课程组自编,内容更精简,增加通信系统设计内容,实验更适合培养学生创新能力,更适合学生的能力水平培养。

第9篇:通信原理总结范文

【关键词】量子通信;量子信息学;量子信道;光子探测

1.引言

量子通信是量子力学和通信科学相结合的产物,可以实现经典信息论不能完成的信息处理任务。量子通信以量子力学为基础,其研究包括:量子隐形传态、量子安全直接通信等研究方向,对现有信息技术带来了重大突破,引起了学术界高度重视。近年来,有关量子计算机、量子相干性、量子通信、量子密码等理论和研究大热,其中,量子通信作为量子信息研究的内容之一,成为物理学等领域最活跃的研究热点。量子通信理论上可以实现绝对安全的通信过程,最初是利用光纤完成的,但由于光纤受地理和自身限制,无法实现远距离的量子通信,不利于全球化量子通信。1993年,6位来自不同国家的科学提出了利用量子隐形传送方案,构建了一种脱离实物的量子通信系统,以量子态作为信息载体,通过量子态的传送完成了大容量信息的传输,实现原则上不可被破译的通信技术。由于存在不可避免的环境噪声,量子的纠缠态品质会随着传送距离的增加而变得越来越差。因此,量子通信不可避免地首先要解决传输距离的限制才能具有良好的应用前景。空间量子通信技术利用分发纠缠光子的方法为远程量子通信的研究提供了一种途径。

2.空间量子通信技术原理

量子通信具有“容量大、速度快、保密性好”的优点,其过程遵从量子力学原理。典型的量子通信系统包括:量子态发生器、通道和量子测量装置。具有量子效应的粒子如:光子、电子、原子等,都可以作为实现量子通信的量子信号[1]。由于光信号具有良好的传输特性,我们现在通常所说的量子通信系统均为量子光通信系统。单光子(纠缠光子对)的分发是实现空间量子通信的前提,空间量子通信技术可以通过空间技术实现全球化的量子通信,克服自由空间链路带来的距离限制,图1给出了典型量子通信实验系统组成。

使用纠缠量子信号的量子态隐形传输技术是未来量子通信网络的核心技术[2],其原理如下:根据量子力学理论,由两个光子组成的纠缠光子对(薛定谔将多体量子状态的不可分的相互关联称为量子纠缠),无论其在宇宙中相隔多远,其状态均不可分割。单独测量其中一个光子状态,会得到完全随机的结果,根据海森堡测不准原理,一旦测量了其中一个光子的状态,即使其发生了变化,那么另一个光子也会发生同样的变化,即“塌缩”到相同的状态。利用这一特性,通信者Alice随机产生一个比特,再随机改变自己的基来制备传输量子态,并重复多次,接收者Bob通过量子信道进行接收,他测量每个光子,也随机改变自己的基,当两人的基相同时,就得到了一组互补的随机数。一旦窃听者Eve进行窃听,纠缠光子对的特性就被破坏,Alice和Bob就会发觉,因此利用这种方式的通信是绝对安全的。

3.量子通信的研究进展和趋势

人们最初对量子的研究是基于对光的研究进行的,由于量子通信可以建立无法被破译的通信系统,因此受到美国、欧盟、日本等国在内有关科研机构的大力研究和发展,我国在这方面的研究成果也受到了国际上的广泛关注。特别是在量子通信的演示验证试验方面,学术界已经由地面自由空间传输试验向空间传输试验发展[1][3]。

(1)分发协议的发展

1984年,IBM公司的Chales H.Bennet和加拿大蒙特利尔大学的Gilles Brassard提出了第一个分发协议——BB84协议[4]。在1992年,他们又提出了EPR协议,又称E91协议,将纠缠态首次与量子通信联系起来[5]。2002年,Bostrom和Felbinger提出了Ping-pong协议[6],这是一个十分重要的协议,其信息可以被确定性的直接传输,明显提高了传输相率,受到人们的重视。目前所有实验基本上基于上述协议进行的[7]。

(2)地面自由空间量子通信实验进展

1993年,美国IBM公司基于纠缠态交换的实验方案实现了世界上第一个量子信息传输实验,传输距离32cm,传输速率10bps,从此拉开了量子通信实验研究的序幕[1]。表1给出了现在国内外较著名的地面自由空间量子通信实验及成果[2][8-10]。

其中,中国科学技术大学潘建伟教授、清华大学彭承志教授等人于2005年至2009年间一系列的研究成果表明量子隐态传输穿越大气层是可行的,纠缠光子在穿透等效于整个大气厚度的地面大气后,其纠缠特性仍可以保持,这为未来空间量子通信技术的发展奠定了基础[7]。2007年,Zeilinger领导的联合实验室在奥地利两海岛间实现了跨越144km距离的基于诱骗态和纠缠态量子通信,是目前为止自由空间量子通信实验距离的世界纪录[7]。该实验的单光子源采用弱相干脉冲[10],链路采用双向主动望远镜跟踪系统,包括一台光学望远镜(可发送单光子同时接收信标激光信号)及一架CCD相机等部件,如图2所示。这个实验的成功被认为是实现空间量子通信的重要基石。

由于量子通信的优势和特点,许多国家都把其列入重点研究范围,纵观各国研究现状,不难发现,美国侧重研究量子理论,正在大力研究和发展量子计算机和量子通信的理论和技术,希望在十年内有所突破。欧洲则对星地量子通信等空间应用较感兴趣,善于联合各国力量推动量子通信技术发展,现已开展相关实验。日本则重点致力于提高量子通信传输速率,并致力于量子网络系统的搭建和研究。我国目前已经在自由空间量子通信上取得了一系列世界领先的科研成果,需要广大科研人员继续努力,保持我国在该领域的领先地位。

(3)量子通信在空间的实验计划

欧空局(ESA)自2002年以来资助了一系列空间量子通信研究,如QSpace项目(2002年-2003年),ACCOM项目(2004年),QIPS(2005年-2007年)。QSpace项目一来是为了验证基于量子物理学的空间通信技术的可行性,二来是为了验证空间量子通信较地面量子通信的优势,如可避免大气扰动和吸收的影响等[11]。为此该项目进行了一些列的试验,获得了空间量子通信四项主要应用方向,对空间量子通信技术优势进行了归纳总结。ACCOM项目主要包括一个空-地单向通信实验,该实验基于当时的星间光通信技术,利用一个空基发射机对多个分布式地基接收机间进行自由空间量子通信实验,首次研发出了一种可重复使用光学收发终端。该项目的实验系统是在经典光学通信系统上进行复杂设计后改建的。QIPS项目即为上面描述的Zeilinger领导的联合实验团队进行的144km量子通信实验。实验表明,144km地面水平传输实验量子信道传输损耗约为25-30dB,这一数值与低轨卫星与地面间传输损耗大致相当,由此可见,同样的技术应用于空-地系统更具发展潜力和优势。

基于上述研究成果,维也纳大学的研究团队于2004年提出了Space-QUEST计划。审核该计划的ELIPS-2项目组认为该计划具有非常巨大的优势并强烈推荐ESA进行资助并实施。Space-QUEST实验旨在首次验证如下内容[11]:

1)基于新型量子通信技术(QKD)的全球无条件安全空间信息传输技术。

2)利用空间环境优势,突破地基量子通信瓶颈,实现空间量子通信。

如图4所示,该计划拟采用国际空间站(ISS)上搭载的量子通信终端设备向地面发送纠缠态光子来进行,搭载的光学望远镜口径仅10-15cm,载荷总重小于100kg,峰值功率小于250W,收发终端间距离大于1000km,远远超过现有地基实验系统传输距离。该计划最终将于2015年实施完成。

(4)空间量子通信技术存在的主要问题

一是空间量子通信噪声干扰消除问题。由于现实通讯状况的不完美和噪声干扰,所有的量子密码协议的噪声干扰如果跟有窃听者存在所带来的噪声没有差别[1],通信连路是无法建立起来的;二是自由空间量子信道的传输特性问题。不同地面环境对光子传播的影响,包括大气衰减和退极化效应。4.总结

如上所述,近年来量子通信由于其安全性引起了研究人员广泛地兴趣,目前在实验领域取得了一系列进展,其中量子态的隐形传输,量子网络等技术正逐步走向实用。正是因为量子拥有广袤的实用前景,各国均在量子通信技术方面加大科研投入。但是在降低单光子源成本、加大通信传输距离、增强检测概率等一些关键性问题上还需要进一步研究。本文主要阐述了空间量子通信技术的产生、基本原理、发展历程和现状,并对空间量子通信技术存在的问题和难点进行了介绍。笔者相信,随着科学技术的发展,量子通信技术实用化、商用化指日可待。

参考文献

[1]阎毅.自由空间量子通信若干问题研究[J].西安电子科技大学,2009.

[2]CZ Peng,T Yang,et al.Experimental free-space distribution of entangled photon pairs over 13km:towards satellite-based global quantum communication[J].PhysicalReviewLetters,2005(94).

[3]金贤敏.远程量子通信的实验研究[J].中国科学技术大学学报,2008.

[4]C.H.Bennett and G.Brassard,in Proc.IEEE Int.Conf.on Computers,Systems and Signal Processing Bangalore,India,pp.175-179.

[5]C.H.Bennett,Quantum cryptography using any two nonorthogonal states.Phys.Rev.Lett.68:3121-3124,1992.

[6]Bostrom K,Felbinger T.Deterministic Secure Direct Communication Using Entanglement[J].Phys Rev Lett,2002,89(18):187-902.

[7]何玲燕,王川.量子通信原理及进展概述[J].中国电子科学研究院学报,2012,7(5):466-471.

[8]Richard J Hughes,Jane E Nordholt et al.Practical Free-Space Quantum Key Distribution over 10km in Daylight and at Night[J].New Journal of Physics,2002(4).

[9]RarityJ G,Gorman P M,et al.Secure Key Exchanger Over 1.9km Free-Space Range Using Quantum Crypto-graphy[J].Electronics Letters,2001,37(8):512-514.