标准正交基应用于通信原理课程的教学研究
2.3 常见调制方式的同相分量和正交分量
表1给出常见调制方式的同相分量I(t)和正交分量Q(t)。其中AM、DSB、SSB和FM所对应的m(t)为模拟基带信号,2ASK、2FSK、2PSK、MSK和QAM所对应的m(t)为数字基带信号。数字基带信号
![c.JPG](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130807/154095_2_0.jpg)
通过表中讨论可以看出,通过标准正交基的概念将正交调制模型引入通信原理课程教学中,不仅将线性代数知识和专业课深度结合,而且可以将模拟调制和数字调制内容进行整合,降低了教与学的难度,使得通信原理课程知识结构更加简单明了,在深化线性代数教学改革的同时也推动了通信原理课程改革。
3 MATLAB用于调制内容教学
为了解决上述第二个问题给教学带来的困难,可以利用MATLAB软件的特点将其用于教与学,增强教学效果。
3.1 MATLAB用于“教”
通过上述讨论可知,纷杂的调制方式可以统一成一个正交数学模型,不同的调制方式仅仅对应着不同I(t)、Q(t)。那么,在课堂上教师可以用MATLAB为学生演示正交调制原理下各种调制方式所对应参量。带来的好处就是将抽象知识具体化、直观化,使得学生更容易接受这部分内容,同时激发了学生学习兴趣。图2就是用MATLAB软件仿真实现QPSK调制方式时获得的时域波形图、频谱图及各参量波形示意图。
3.2 MATLAB用于“学”
为了加强教的效果,教师可以以课程设计等形式要求学生通过正交调制数学模型编写MATLAB程序,来实现多种调制方式。这样做有什么好处呢?1)学生先经过理论分析,然后再仿真实现,在这个过程中会遇到问题多种问题,那么分析问题、解决问题是学生必然要经历的过程。当学生通过理论指导完成仿真实现时,不仅加深了他们对调制概念的理解,更好的掌握调制理论,了解调制解调的本质,而且反过来又帮助学生验证了理论的正确性,在激发学生学习兴趣的同时提高学生学习效率。2)结合实际问题,学生完成了调制理论向工程化的转变。例如,在一个通用的硬件平台上,用软件实现不同调制,这正是调制解调在软件无线电领域的一个工程应用。培养了学生提出问题、分析问题、解决问题以及工程应用的能力。3)为学生本科毕业设计积累了素材。
4 结束语
本文在完成了“用信息工具改造线性代数课程”的教学改革基础上,针对通信原理课程教学中存在的问题,以调制内容为例提出了将线性代数中的标准正交基概念引入和将MATIAB用于教学的解决方案。需要说明的是,此方案通过在我校本科电子信息工程专业进行了试行,根据教学效果及后续毕业设计结果来看,文中提到两个问题均有显著的改善,但是要取得更好的教学效果,我们还有大量的工作要做。技术推动、需求牵引是一切科学技术发展的动力。教育教学也只有如此,才能面向未来,通信原理课程也不例外。
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