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通信基礎概念

時間:2023-06-16 16:11:56

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇通信基礎概念,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

通信基礎概念

第1篇

關鍵詞:光纖通信 實驗 OptiSystem

中圖分類號:G642.44 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)09(b)-0006-04

光纖通信系統作為國家級電信網的骨干系統,光纖通信技術以其獨特的優勢成為我國發展最快的技術之一,因此“光纖通信”課程近年來一直作為我國理工科院校的重點專業課程。該課程開設的目的是使學生掌握光纖通信技術的基本原理、光纖通信系統的基本構成以及系統設計方法,了解光纖通信技術的實際應用和最新發展方向,為今后從事通信領域的工作打好必要的專業基礎[1-2]。

由于課程涉及面廣以及物理概念繁雜深奧,使學生理解起來非常困難。而且,由于光纖通信的設備器件都很昂貴,限制了國內大部分院校的實驗僅通過簡單的光纖實驗箱完成,對實驗過程中的每個器件的輸出結果無法觀察分析,導致學生對光纖傳輸系統并沒有一個全局的認識。目前,針對“光纖通信”的教學實踐中存在以下幾個問題:(1)概念抽象難懂,器件構造原理復雜,不適合學生融會貫通掌握知識。(2)課堂教學模式單一,不能很好地調動學生的積極性與創造性[3]。(3)實驗設備簡單,實驗內容涉及面窄。

目前國內研究光纖通信的主流軟件包括VPI和OptiSystem。由于VPI軟件昂貴,多用于科學研究,用于本科教學不現實。而OptiSystem是一款創新的光通訊系統模擬軟件包,它集設計、測試和優化各種類型寬帶光網絡物理層的虛擬光連接等功能于一身,從長距離通訊系統到LANS和MANS都可使用。OptiSystem具有強大的模擬環境和真實的器件與系統的分級定義。它的性能可以通過附加的用戶器件庫和完整的界面進行擴展,而成為一系列廣泛使用的工具。全面的圖形用戶界面控制光子器件設計、器件模型和演示,巨大的有源和無源器件庫包括實際波長相關的參數[4]。

筆者將OptiSystem引入“光纖通信”教學中,以OptiSystem與課本相結合為主線,以知識構建和應用能力培養為重點,選擇與專業核心要素有關的基礎理論知識,用OptiSystem中的光器件理解抽象概念,用課本中的概念去指導實踐中器件的選擇。在此基礎上進行光纖通信課程的實踐教學體系的構建,將OptiSystem模擬仿真與實驗相結合,增強學生對光纖通信系統的正確認知能力與創新能力。

1 建立基于OptiSystem的概念器件化的教學方法

突出基本理論基本分析方法和知識的應用,讓學生在首次接觸該課程時,從了解生動的發展歷史入手,接|到一個開闊的視野,對所有相關課程的融會貫通,以突出“光纖通信”課程的理論性和完整的系統性,而不是讓其產生理論堆積的錯覺。所謂“概念器件化”就是將光器件引入基本概念的講解中,每個光器件都對應著相關參數,而這些參數對光通信系統的影響,可以通過設置OptiSystem中相關光器件參數改變系統傳輸,從而讓學生對抽象的概念有更加形象的認識。

以光纖通信課程中光纖一章為例,此章占全課程的課時最多,重要程度可見一斑。以光纖相關概念為例,課程涉及到光纖及光波導的基礎知識,光波導中模式、色散、損耗和偏振等基本概念,以及光纖的類型。這些理論是相當抽象的,傳統的教學無非是將一些動畫Flash與PPT相結合,觀察光線在光纖中的傳播路徑,而對于光纖的線性與非線性效應還是不能透徹理解。而OptiSystem中光纖的種類很多,引入光纖通信中的一些難懂的概念并對其進行模擬,就能將抽象的概念形象化,有助于學生的理解。以標準光纖為例,在OptiSystem中標準光纖的參數設定參數如圖1所示。

圖1(a)為標準光纖的主參數設置,其中主要包括光纖的參考波長,傳輸長度和衰減系數等。圖1(b)中為標準光纖的色散參數相關設置,主要包括群速度色散,三階色散和色散參數等。當然關于光纖的參數還有其他選項卡可以設置,常用的有偏振模選項卡和非線性選項卡等如圖1(b)所示,這里就不一一介紹了。這些參數均在“光纖通信”課程中有理論講解,但是概念非常抽象難懂。如果在OptiSystem中對這些參數進行設置與仿真,通過改變相關參數用頻譜儀觀察波形變化,可以使學生對這些概念的理解更加深入。

針對課程,筆者對所有章節所需要的相關光器件進行分類,在講授相關章節時重點進行介紹。對于第三、四章,主要介紹標準單模光纖與非線性光纖。第五章光發送機主要將LED(發光二極管)與LD(激光器)引入課程。第六章接收機主要引入PIN(光電二極管)與APD(雪崩二極管)。第七章光網絡中將引入偽隨機序列,信號發生器,波分復用器,光調制器,摻餌光纖放大器,光濾波器,光頻譜儀,電頻譜儀,誤碼分析儀等。這些有源與無源光器件的引入有利于后續實驗的設計與驗證。

2 先虛后實,先模擬后器件的分層次教學實驗體系

分層次的實踐教學模式,將實踐教學劃分為基礎認知型、綜合型和創新設計型3個層次。另外,由于目前 “光纖通信”課程的實驗都是基礎實驗,由于光器件的昂貴和易損特性,因此這些基礎性實驗都是通過實驗箱完成的。涉及的實驗結果都是僅僅通過示波器觀察最后的波形,結果形式單一,操作過于簡單,而且幾個實驗的內容過于基礎已經滿足不了發展迅速的光通信現狀,因此,采用低成本、更貼近實驗的OptiSystem軟件來更深入地學習“光纖通信”課程勢在必行。在傳統的“光纖通信”課程實驗中,由于學生對器件的不了解和操作方法不當,實驗箱上很多小器件的都被燒壞。如果在實驗前,學生能夠先使用Optisystem進行搭建與模擬仿真,就可以避免這種情況的發生。而且學生還可以通過頻譜分析儀觀察每個光器件的輸出結果,這樣有利于對結果的分析與對錯誤結果的調整,也有利于學生在實驗箱上的正確操作和對實驗結果的正確認知。此外,筆者還將在基礎實驗的基礎上增加綜合性實驗和擴展性實驗,以提高學生的綜合分析能力和實踐能力。

筆者將以一個擴展性實驗實例來說明OptiSystem引入教學實驗體系的重要性。該實例是復用信號的全光波長變換實驗如圖2。里面涉及到光纖通信的若干知識點,包括偏振復用,四波混頻,光信號調制與解調等。此系統采用連續激光模塊(CW laser)生成系統光載波,其中泵浦光CW1、CW2參數設置分別為:頻率為193.24 THz、193.2 THz(,信號光參數設置為,頻率為193.05 THz。信號光經過偏振器(Power Splitter)后成為一對正交的偏振光,調制后經偏振合束器(Polarization Combiner)合束后與兩個平行的泵浦光經耦合器耦合并送入半導體光放大器(SOA)中進行全光波長變換。

調制部分用偽隨機發生序列器(Pseudo Random Bit Sequence Generator)產生速率為2.5 Gbit/s的偽隨機比特流,比特序列輸入NRZ產生器(NRZ Pulse Generator)調制,經偏振分束器分兩路驅動MZ(Mach-Zehnder Modulator)調制器,MZ調制器消光比為30 dB,偏振合束器實現兩路MZ輸出信號的耦合。

解調部分采用光電探測器(PD,Photo Detector PIN),PD響應度設為1 A/W,暗電流設為10 nA,在經過低通濾波器在接收端觀察眼圖。

圖3(a)和(b)分別表示全光波長變換前后的頻譜圖,可以更直觀的了解四波混頻效應。圖4(a)和(b)分別表示接收端的偏振復用信的眼圖。該實驗還可以通過改變泵浦之間的間距、信號速率、泵浦與信號光之間的間距來觀察實驗結果,得到最優化的參數。以SOA的注入電流項為例,圖5為改變SOA注入電流后,得到偏振復用信號的眼圖與誤碼率曲線。

通過這個擴展性實驗,可以利用軟件仿真的方式,更加直觀地掌握各個參數對光通信系統的性能影響,彌補實驗設備的局限性,開闊學生的視野與知識面同時提高學生的動手能力。

3 結語

該文將OptiSystem軟件引入光纖通信課堂,提出概念器件化的課程體系與先虛后實,先模擬后器件的分層次教學實驗體系,并利用OptiSystem設計了光纖通信實驗的一個擴展實驗,可以更加直觀地掌握各個參數對光通信系統的性能影響,彌補實驗設備的局限性,開闊學生的視野與知識面,同時提高學生的認知能力、動手能力。通過該文提出的教學改革與實踐,可以解決光纖通信課程中的概念抽象難懂、器件構造原理復雜、課堂教學模式單一、實驗內容涉及面窄等問題。

參考文獻

[1] 黃永清,陳雪,李蔚,等.光纖通信課程的教學改革[J].電氣電子教學學報,2010(6):12-13.

[2] 黃震,畢衛紅,張保軍,等.光纖通信教學實踐與總結[J].教學研究,2011,34(3):58-59.

第2篇

關鍵詞:信息論與編碼 通信原理 課程 內容

一、課程的地位及相互關系

“信息論與編碼”課程對數學理論要求較高,最初該課程僅被設置為研究生相關專業的必修課。隨著信息技術的發展,編碼技術已經得到廣泛應用,這就要求電子信息類等專業的本科生應該具備一定的信息論基本理論及信源、信道編碼理論和技術等方面的基本知識,為從事信息科學的研究和應用打下一個堅實的基礎,因此,許多高校在本科教學中開設了“信息論與編碼”課程。它是一門運用概率論與數理統計的方法研究信息、信息熵、通信系統、數據傳輸、數據壓縮等問題的應用數學學科,同時也是一門專業基礎課程。

“通信原理”課程為通信與信息系統的專業基礎課。該課程以現代通信系統為背景,系統、深入地介紹現代通信技術的基本原理,內容涵蓋信號與隨機信號分析、各種模擬調制和數字調制原理、多路復用原理、同步原理和通信網及交換技術等方面。通過本課程的學習,要求學生熟練掌握各種通信方法的基本原理、時/頻譜分析及各種通信系統的性能衡量計算,為學生在后續的學習和科研實踐中使用和研究通信領域的理論和方法打下基礎。

河北農業大學信息學院的電子信息科學與技術專業的“信息論與編碼”和“通信原理”兩門課程分別開設在本科生的二年級下學期和三年級上學期,把這兩門課前后銜接起來安排的主要原因是考慮到這兩門課程之間的內在聯系。

二、“信息論與編碼”課程融合了許多“通信原理”的內容

首先,我們列出2007年電子工業出版社出版的由陳運編寫的“信息論與編碼”[2]的各章內容。該書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,具體內容如下:第1章、概論;第2章、信源熵;第3章、信道容量;第4章、信息率失真函數;第5章、信源編碼(5.2連續信源編碼);第6章、信道編碼(6.2線性分組碼;6.3循環碼;6.4卷積碼);第7章、密碼體制的安全性測度。

為了比較,下面再列出2001年國防工業出版社出版的由樊昌信主編的“通信原理”[1]各章的內容,該教材是全國高等學校通信和信息工程教學指導委員會編審、推薦出版的一本國家級重點教材,曾獲電子工業部優秀教材特等獎、國家教委優秀教材獎。具體內容如下:第1章、緒論(1.4信息及其度量);第2章、隨機信號分析;第3章、信道(3.10信道容量的概念);第4章、模擬調制系統;第5章、數字基帶傳輸系統;第6章、正弦載波數字調制系統;第7章、模擬信號的數字傳輸;第8章、數字信號的最佳接受;第9章、差錯控制編碼;第10章、正交編碼與偽隨機序列;第11章、同步原理;第12章、通信網。

三、“信息論與編碼”和“通信原理”講授課時的分配

從上面的對比中,可以看到“信息論與編碼”和“通信原理”兩門課程的內容有很多重疊的部分。從直觀上來說,雖然在課程安排的順序上考慮到了兩門課程內容的內在聯系,但是由于學生對“信息論與編碼”掌握得不扎實,另外是因為兩個學期間間隔一個暑假,學生會忘記“信息論與編碼”中的很多內容,從而給“通信原理”的學習帶來困難,所以,在講述“通信原理”前,對前期課程進行復習是必要的。比如熵的計算,“信息論與編碼”課程中整個第2章的內容都是在講信源熵,重點闡述離散無記憶信源的信息量、熵等概念及計算方法和熵之間的相互關系,再由離散無記憶信源推廣到有記憶信源,最后引入到連續信源理論,從而減小對隨機過程等知識的依賴。在“通信原理”課程中,只是在第1章第4小節中介紹了離散信源熵這部分內容,講授時作簡單重復性介紹即可,只需半個學時。對于信道容量這部分內容,“信息論與編碼”課程放在第3章講解,側重講離散信道的信道容量,分別從單符號和多符號兩方面描述離散信道的信道容量。“通信原理”課程在第3章的最后一小節中涉及了信道容量的概念,分別討論了離散信道和連續信道的信道容量,由于在前期課程“信息論與編碼”已經提到了離散信道的信道容量,所以重點講解連續信道的信道容量,也就是著名的香農公式,需用1個學時。“信息論與編碼”課程中第5章講解的是信源編碼的內容,5.2小節是連續信源編碼,主要討論的是脈沖編碼調制,即PCM。“通信原理”課程是在第7章的第5小節涉及了PCM,所以只做簡單回顧即可。“信息論與編碼”中第6章信道編碼與“通信原理”第9章差錯控制編碼內容基本一致,因為分組碼和卷積碼是兩種基本而又重要的碼,不僅在工程上具有廣泛用途,也是學習理解其他編碼技術的基礎。因此對該課的復習不能只是機械地重復一下學過的概念和理論,還要做相當的練習,這也需要花費一定的時間。按以往的做法,一般采用6學時左右的時間來復習。由于兩者在很多概念上是類似的,所以,并行地處理可以做到在概念和觀點上兩者互相分享,而又能更好地把注意力放在它們之間的相似點和不同點上。這樣做提高了學生的學習興趣,受到了學生的好評。

四、實驗環節

實驗教學環節中,同樣要根據“信息論與編碼”和“通信原理”這兩個課程相互融合的特點,對實驗的內容進行統一的合理安排。我院對“信息論與編碼”這門課沒有安排實驗,“通信原理”安排的是16學時的實驗。其中實驗5(抽樣定理與PAM通信系統實驗)和實驗6(PCM脈沖編譯碼實驗)涉及兩門課程的重疊部分,所以在實驗過程中可以把兩個實驗安排在一起重點講解,原來的實驗是屬于驗證性實驗,由于經過前期課程的學習使學生有了理論的基礎,我們可以把實驗改為設計性實驗,內容為PAM實驗教學系統與抽樣定理的小課題設計,這樣既加深了學生對于理論知識的理解和運用,又培養了學生分析問題和解決問題的能力。

五、結語

本文討論了信息類本科生開設“信息論與編碼”和“通信原理”課程的必要性,分析了本科生學習該兩門課程面臨的問題,并探討了兩門課程教學內容整合的安排。通過對“信息論與編碼”和“通信原理”兩門課程內容講授的整合,一方面使學習者了解到兩門課程的內在聯系和關系,另一方面也為具有存在相似性質的課程講授提供了有益的探索思路。

參考文獻:

第3篇

通信原理是通信工程專業的核心主干課程,在整個通信專業課程體系中起著承上啟下的作用,是學習通信系統和技術的必備理論基礎。獨立學院是高等教育體制改革的產物,近年來發展迅猛,培養適應社會需要的應用型人才既是獨立學院辦學目標又是獨立學院的辦學特色。在應用型人才培養背景下,獨立學院教師如何結合本三學生特點更好地開展通信原理教學改革探索,以適應社會發展需求,是值得我們教師思考的。

一通信原理課程的特點及教學現狀

通信原理課程理論性較強,涉及的內容較多。教學過程中常常要從時域和頻域兩方面進行大量繁瑣的數學推導,這就讓不少理論功底和數學基礎較差的學生望而卻步。除此之外,該課程系統性較強,概念抽象,強調對通信系統模塊級、系統級的學習,因此往往會導致學生在學習過程中感到“難、多、亂”。 本文由收集整理

南京理工大學紫金學院是最早經教育部批準的獨立學院之一,其母體學校是南京理工大學。在通信原理課程的教學過程中一直沿用著母體學校南京理工大學的教學大綱、教學內容和教材。而獨立學院的學生的特點是基礎薄弱,自我約束能力較差。與一本學生不同的是,他們對繁瑣的數學推導和分析并不敢興趣,甚至望而生畏。因此沿用母體學校的一套教學方法是不能夠適應獨立學院學生特點和教學要求,我們有必要因材施教,探索真正適合獨立學院要求和學生特點的教學改革措施

二通信原理課程的教學改革

針對目前在教學過程中存在的問題,結合應用型人才培養目標,以夯實基礎、注重應用、實出能力為目的,根據兩年來的教學實踐,提出以下教學改革具體措施。

1明確教學目標,修訂教學大綱

首先在保證與母體學校不完全脫離的前提下,結合本院人才培養目標和學生實際情況,明確獨立學院教學目標是培養學生實際應用能力,在此目標下重新修訂通信原理教學大綱,將原大綱中內容較深,難度較大的部分刪掉,比如同步原理部分;增加確知信號等基礎理論部分內容的講解,夯實學生的理論基礎,注重實際應用。

2精心選擇教材,優化教學內容

通信原理課程的教材一直選用樊昌信教授主編的《通信原理》第六版,該書包含的內容比較全面,涉及的公式推導較多,但對于本三學生而言,注重的是實際應用,過多的理論內容和繁瑣的公式推導并不適合。因此,綜合各方面因素考慮我們選擇了樊昌信主編的《通信原理(第六版)精編本》作為教材。一方面,該教材對《通信原理》第六版的內容進行了調整,簡化公式推導,比較適合本三學生。

通信原理課程理論教學只有48學時,因而對教學內容進行合理篩選,做到詳略得當尤其重要。在內容選取上我們著眼于加強基本概念的講解;盡可能多地介紹軟件實現方法;減少過時的通信技術,增加新興通信技術原理的介紹,同時穿插3g和lte相關技術;結合實際應用,強化數字通信系統;精簡重復內容,比如模擬調制、調頻和調相原理相關內容在高頻電子線路課程已經講過,這部分教學內容可以只做簡單介紹,這樣一來可以做到重點突出,內容與時俱進,提高學生學習興趣。

3改進教學方法,加強實踐教學

結合應用型人才培養目標,在教學中明確對理論知識的要求是扎實、夠用,而不是寬厚,也不是膚淺;在培養學生實踐能力上,注重應用能力,而不是技術能力。教學過程中,對原理、公式推導的思路予以闡述,在增強數學分析嚴謹性的同時適當簡化數學推導;注重所得結論的物理概念和物理意義的理解;培養學生用模型的觀點、系統的觀點、工程的觀點分析和解決問題。通過增加課外練習,加強對基本理論和分析方法的理解和應用,提高考試的通過率。

第4篇

[關鍵詞]移動通信服務質量;服務質量;顧客滿意;顧客忠誠

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.07.090

由于移動通信服務的復雜性,其服務質量、顧客滿意、顧客忠誠之間的關系也是非常復雜的。由于我國移動通信服務市場中存在的挑戰與競爭所帶來的服務營銷的必要性與緊迫性,以及有關顧客滿意理論中服務滿意決定因素的不確定性。在服務業中,特定的產品或服務的質量是顧客所感知的質量。為建立更為完善的校園移動通信服務市場顧客滿意度前因模型和服務質量測量量表,本文主要整理移動通信服務質量的相關理論以及研究移動通信服務質量、顧客滿意、顧客忠誠之間的關系。

1 移動通信服務質量的相關理論

1.1 移動通信服務的概念

移動通信服務就是移動通信企業的立身之本,可以說移動通信企業本質上就是為了服務而存在的。可以說移動通信服務是移動通信企業利用其網絡、設備為用戶提供滿足顧客某種需求的一些服務及相關附加服務的總和。

1.2 移動通信服務質量評價的研究及評述

本文對移動通信服務質量影響因素的相關研究進行梳理和分析,初步將產品質量、服務質量、關系質量、資費因素確定為影響移動通信服務質量的主要因素來進行研究。

1.2.1 產品質量

產品質量是指運營商提供的通信服務產品性能。

Song Seokha(2000)以服務質量和網絡質量等兩種要素為移動通信服務質量的衡量因素。他把服務品質分為服務支援性能、服務運營性能、服務可用性能等因素。把網絡質量分為資源、設備、可用性能、傳播性能等因素。

1.2.2 服務質量

服務質量是顧客在接受通信公司的服務時感知到的前后臺服務人員所提供的服務在整個服務過程中的效果。PZB(1991)進行服務質量的實證研究中選取的行業為保險、銀行和電話等行業,采用了SERVQUAL量表。研究結果發現在通信公司服務質量五維度中用戶感知重要維度的順序為可靠性、響應性、保證性、移情性和有形性。

1.2.3 資費因素

資費因素是指顧客對感知服務定價結構水平的合理有效性。Athanassopoulos(2000)對個體顧客和商業顧客的滿意度進行了研究。定義顧客滿意度是顧客期望被滿足的程度的。研究結果認為,個體顧客滿意度受到產品性能、價格、公司形象、便利、創新等因素的影響;而商業顧客滿意度受到產品性能、價格、公司形象、創新等四個因素的影響。

1.2.4 關系質量

關系質量定義為對服務人員之前的表現持續滿意,同時顧客依賴于服務人員的誠實,并對服務人員的未來表現有信心。對關系質量的構成有些學者認為關系質量是由滿意和信任兩個維度構成。還有些學者則認為關系質量由信任、滿意、承諾三種因素來構成。很多學者認為新認識影響關系質量的重要因素。

2 服務質量、顧客滿意、顧客忠誠之間的關系

2.1 服務質量與顧客滿意的關系

服務質量這一概念可以看作為被顧客感知的服務質量,這一概念與顧客滿意的概念有相似之處。雖然兩個概念具有密切的關聯性,但兩者是分離的兩個相對獨立的概念。關于顧客滿意度與服務質量之間的因果關系主要有以下兩種觀點:

2.1.1 顧客滿意度是服務質量的前因變量

Oliver認為顧客形成對某一物的第一次態度是以期望為基礎,之后則根據消費經驗后的滿意或不滿意的程度來調整其態度,Oliver認為滿意度是態度的前因變量。

2.1.2 服務質量是顧客滿意度的前因變量

Cronin and Taylor(1992)指出顧客滿意對顧客的購買意圖有顯著影響;服務質量為顧客滿意的前因變量;服務質量對購買意圖的影響不如顧客滿意度。

Taylor and Bake(1994)指出顧客滿意是比服務質量更高一級的概念,認為服務質量會影響顧客滿意度。

近年來研究服務質量與顧客滿意之間的關系的學者認為,從整體交易的層次或單次交易的層次來考慮。服務質量與顧客滿意之間的主要差異在于:服務質量只著重于服務因素,而顧客滿意所涉及的范圍比服務質量廣,它受價格、產品質量、個人因素、情景因素及服務質量等因素的影響,因此服務質量是影響顧客滿意度的前因變量。

2.2 顧客滿意與顧客忠誠的關系

研究發現,在不同競爭條件和行業中顧客滿意對顧客忠誠的作用是不一致的。在競爭激烈的行業,得到高滿意的顧客才會產生較強的忠誠,而得到低滿意度的顧客對提高忠誠度沒有太大變化。但在完全壟斷的行業中,得到低滿足或沒有得到滿足的顧客都顯得很忠誠,但壟斷被打破時這種關系將會發生變化。

Oliver(1999)總結了上述不同學者對滿意與忠誠的概念關系進行研究后得出以下結論:

(1)顧客滿意與顧客忠誠是同一問題的兩個方面;

(2)顧客滿意是顧客忠誠的核心,顧客滿意決定顧客忠誠;

(3)顧客忠誠不能理解為顧客滿意的核心,僅僅是顧客滿意的一部分;

(4)顧客滿意與顧客忠誠是總體忠誠概念的元素;

(5)顧客忠誠包括顧客滿意的部分因子;

(6)顧客滿意是通向顧客忠誠的基礎,即顧客忠誠應建立在顧客滿意基礎之上。

學者們對滿意度與忠誠度的相關性研究認為顧客忠誠應建立在顧客滿意的基礎之上。同時,顧客滿意與顧客忠誠之間雖然存在正相關關系,但卻不是線性關系。顧客滿意對顧客忠誠有積極作用,當顧客的滿意度越高,則購買的產品就越多,對公司及其品牌忠誠度就越久。本文認同多數學者的觀點,認為顧客滿意是通向顧客忠誠的基礎。

2.3 服務質量、顧客滿意度與顧客忠誠度的關系

Cronin & Taylor(1992)的研究時考慮了服務質量和顧客滿意度對消費者行為傾向的影響后結果表明,服務質量對行為的影響小于顧客滿意度對行為的影響。Baker等人(2000)對旅游業的研究結果與Cronin & Taylor的研究結果一樣,服務質量對行為的影響小于顧客滿意度對行為的影響。同時,服務質量通過滿意對行為傾向有間接作用。

Anderson & sullivan(l993)通過對瑞典22300名顧客進行了調查后發現顧客滿意與重復購買意向有直接的正向影響關系,并提供高品質的服務或產品的企業應具有更多的滿意的顧客,同時這些顧客不會流失。顧客感知質量包括感知服務質量和感知產品質量,因而可以得出服務質量與顧客滿意和顧客忠誠之間的關系。其研究模型如圖1所示。

Caruana(2002)提出服務質量、顧客滿意和服務忠誠的關系模型(如圖2所示)。在模型中Caruana對與服務忠誠的定義服務忠誠包括顧客行為忠誠和態度忠誠兩個方面。

綜上所述,對于服務質量與顧客滿意和服務忠誠的多維度關系研究主要是建立在Caruana(2002)提出的服務質量、顧客滿意和服務忠誠的關系模型基礎上,將服務質量分為PZB(1988)提出的五個維度,服務忠誠分為態度和行為兩個維度來進行研究。

參考文獻:

第5篇

關鍵詞:高頻電子線路;教學模式;教學方法

高頻電子線路課程是通信工程、電子信息工程、電子信息科學與技術專業的一門重要專業基礎課程和主干課程,作為很多專業課程的前續課程,在專業課程體系中占有重要地位。通過對高頻電子線路課程的學習,學生可掌握高頻電路中的基本概念、基本原理和基本方法以及典型電路,并且能較深刻地理解非線性電路的分析方法及特點,進而初步建立起信息傳輸系統的整體概念。通過課程學習,學生能夠進行基本電路的分析與設計,為后續專業課的學習打好基礎。高頻電子線路作為一門集理論性、工程性和實踐性于一體的專業基礎課程,具有概念抽象、內容多、知識結構體系繁雜的特點,是一門學生普遍反映比較“難學”的課程。采用傳統的教學方法,教學效果往往不夠理想。如何合理利用教學資源,在有限的學時內讓學生掌握高頻電路的基本概念、原理和分析方法,提高學生的設計能力和實踐能力,是本課程在教學過程中亟待解決的難題。

1 教學模式改革遵循的基本原則

1.1 一條主線

在高頻電子線路課程授課過程中應以無線通信系統及其單元電路原理及功能應用為主線。首先介紹無線通信系統的基本組成和功能電路的工作原理,之后分章節詳盡講解各單元功能電路的工作原理以及實現的功能。在講解各單元電路時,應關注其在整個系統中的作用以及對系統指標的影響。最后,在了解各單元功能電路工作原理的基礎上,再次將其統一為完整的無線通信系統,并對各種系統結構的優缺點進行點評,使學生建立完整的無線通信系統和單元功能電路原理與設計的基本概念。

1.2 五個環節

目前,我院高頻電子線路課程整體教學過程由理論教學、實驗教學、課程設計、課外培養、畢業設計五個環節組成。根據每個環節的教學特點、教學方式及學時安排的不同,有目的地將高頻電子線路課程的基本概念、基本原理、實踐技能、實驗方法、開發系統電路能力的培養融入到各個教學環節中,培養學生“以探究為基礎的學習”,激發學生的求知欲望,培養學生的探索精神及掌握基礎理論和基本實驗的技能,進而獲得終身學習和自主發展的能力。

1.3 兩種能力

在高頻電子線路課程教學過程中應注重培養學生分析問題能力和實踐創新能力。在課程考核方面,考核體系主要由兩部分組成:理論考核環節和實驗考核環節。整個考核體系要突出對應用能力和實踐能力的培養和考察。在課外實踐方面,鼓勵學生積極參加電子設計競賽等課外科技創新實踐活動,利用課外創新實踐活動有目的地對學生進行“兩種能力”的培訓和鍛煉,鼓勵學生利用所學知識去完成一個系統的設計開發。通過實踐環節的鍛煉培養學生分析問題能力和實踐創新能力。

本課程從無線通信系統的組成及系統整體的概念出發,逐步深入地介紹無線通信系統的各部分功能電路;以通信電路的“功能”為基點,從信號傳輸與電路實現的角度出發,分析各個通信功能電路,從理論上講解組成各個通信功能電路的基本原理和實現方法,使學生能夠充分認識功能電路在信息傳輸系統中的作用,增強對系統各部分內在關系的認識,從而激發學生的學習興趣,開發學生的創新思維能力。

2 對課程教學方法改革的幾點想法

2.1 換位思考法

教師在備課過程中不單要考慮如何“教”,也要考慮學生如何“學”,根據學生如何更好的“學”來設計如何更好的“教”。即教師換位為學生的角色,從學生“學”的角度出發,依據學生所具備的學習基礎及學習能力,感受和分析學生的“困惑”和“疑難雜癥”,考慮講解的技巧,尋找最佳的切入點和突破口,攻克知識難點,使學生更好地理解知識要點,在較短時間內收到最佳的教學效果。

2.2 目標清晰法

在授課時,首先通過介紹相關的實際應用背景,讓學生明確“學習目標和目的”,明白“為什么要學”以及“在哪里可以用”等問題。一方面有利于學生對重要知識點的學習和理解,另一方面有利于學生對將要學習的知識建立直觀的感性認識,激發學生的學習興趣。

2.3 啟發式教學法

學生的思維是從問題開始的,為了寬其心、扣其情、啟其智,將教學內容中的重點、難點,用疑問的形式巧妙合理地提出來,從而啟發學生思考、引導學生的思維、激活學生的求知欲,使其從被動學習轉化為主動學習,提高學生分析問題和解決問題的能力,體現學生在學習過程中的主體作用。同時,也使教師直接了解學生理解和掌握問題的深淺程度,使教師在教學過程中的指導作用得到較好的發揮,增強了教與學的互動。

2.4 理論實踐結合法

課堂上講授課程的基礎理論知識,課下設計與此配套的實踐環節,通過實踐環節學習加深對理論知識的理解,培養學生“活學活用”的綜合應用能力及創新能力;同時把所授課程內容,設計成幾個具體的項目,使學生在完成這些項目的實踐過程中,既學會了相關的理論知識和技能,又鍛煉和培養了各種能力,有利于學生后續專業課程的學習和今后工作發展的需要。

[參考文獻]

[1]張肅文.高頻電子線路(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2004.

第6篇

在互聯網不斷深入發展的背景下,以互聯網為依托實現業務的全方位擴張,已經成為諸多行業的未來發展新思路。對于移動通信領域而言,在消費者對通信質量、通信效率、數據流量等方面提出更多、更高的要求之后,就需要移動通信對自身的未來發展進行思考,以便能夠切實滿足消費者所提出的要求。實現互聯網與移動通信的融合,是移動通信未來發展的主要趨勢,通過互聯網的強大功能,能夠有效促進移動通信能力的提升。所以,必須加快對移動通信和互聯網融合技術的研究,以盡快達成這一目標。

1互聯網通信的特點

就目前的實際情況而言,基于互聯網的通信方式已經成為廣大消費者進行通信所選擇的主要渠道,比如微信、手機QQ、米聊等互聯網通信工具,都可以達到移動通信的基本功能,而且在通信業務上實現了多元化,如語音通信、視頻通信、文字通信、文件傳輸等,而且互聯網通信表現出了很高的穩定性和及時性。

通過對互聯網通信工具進行對比分析就可以發現,這些互聯網通信工具都表現出了一些共同的特點,諸如移動化、多媒體化、跨平臺、跨運營商、依托社會關系、用戶體驗良好等。這些特點不僅完美貼合了消費者對通信不斷增長的需求,更促進了通信的融合與發展。對于移動通信而言,在互聯網通信崛起的情況下,其既遭遇了不小的挑戰,但是也存在與互聯網通信競爭的優勢,這需要移動通信對其形成全面認識,以憑借自身的優勢實現強勢發展。具體來說,移動通信相較互聯網所表現出的優勢主要集中在四個方面:第一,移動通信是以號碼資源作為核心,與手機地址簿形成緊密聯系,可以通過互聯網實現通信業務融合;第二,移動通信在網絡通道控制上具有很強的控制能力,其可以提供分等級的通信服務,并且具有QOS保障能力;第三,移動通信網絡建設規模龐大,滲透到各個細小地方,能夠提供高質量的通信服務,而互聯網通信依托網絡,存在網絡覆蓋的限制。第四,移動通信對通信業務的理解更為成熟,基礎業務也具有廣泛的用戶群體,能夠牢牢和消費者聯系起來。

2移動通信與互聯網融合的設計思路

2.1通信融合思路

在2011年,美國KPCB公司第一次提出了solomo的概念,其就是將social、local與mobiel實現融合所得到一個概念,即將社交、本地化和移動三者聯系起來所提出的一個概念。在這一概念提出之后,迅速得到了世界范圍內的廣泛認可,并且成為了移動互聯網的發展導引。從國內的人人網到國外的facebook這些社交網站的迅速發展,就是對這一概念的滲透,并且完美的體現出社交的核心元素。本地化需要依托地理位置服務,這就給社交加入了定位和簽到的基本功能,這一功能也迅速在社交應用中走紅,成為消費者競相追逐的娛樂環節。而移動化就是要消費者擺脫固定終端的束縛,能夠在各種各樣的環境條件下實現社交服務。尤其是在智能手機全面普及之后,其對社交和本地化的移動創造了良好的基礎。所以,要實現移動通信和互聯網的融合,就必須注意這一實質性問題。因此,結合當前的實際情況,對移動通信和互聯網融合的思路進行設計。第一,需要憑借用戶之間的通信關系對社交關系實現掌控;第二,需要最大化發揮出移動通信的自身優勢,對通信手段進行整合,促使消費者能夠對社交關系進行強化和延伸,以擴大移動通信與互聯網融合的網絡覆蓋范圍;第三,需要對移動通信的自身優勢進行梳理,并且對吸收互聯網的優秀元素,實現移動通信與互聯網的平滑融合以及延伸滲透。

2.2產品定位

要實現移動通信和互聯網的融合,需要對融合之后的產品進行精準定位,以便給其融合提供科學的發展方向。從互聯網和移動通信的契合點來看,未來的產品定位基本上可以定位為“云應用+多終端”。該種產品模式,就是講消費者的各種數據儲存在云服務器之中,讓消費者在設備上的儲存數據、移動服務中的UGC內容等得到整合,通過移動互聯網上傳到云端,確保用戶可以通過不同的終端設備對這些數據進行隨時隨地的訪問、分享和管理。在此基礎上,實現數據融合可以給用戶提供以地址薄融合為基礎的各種聚合應用,使得用戶能夠實現一站式的業務體驗。如此,就可以使移動通信和互聯網實現融合產品的創新,給用戶提供更好的通信享受。

3移動通信與互聯網融合的技術構架

3.1總體技術架構

實現移動通信和互聯網的融合,需要將云計算平臺作為基礎,其功能模塊的構建主要是以云服務模塊、通訊錄模塊、用戶統一接入平臺、統一認證鑒權中心、運營模塊以及管理模塊這幾個方面。對通信融合平臺的定位是互聯網通信應用平臺,使用LAMP作為基本的技術架構基礎,同時引入Hadoop and Hive等開元技術進行通信融合平臺的開發。對通信融合平臺進行定位fenix,其需要注意幾個關鍵點,即用戶核心資產云化、用于身份統一認證以及用戶體驗性的一致。只有在總體技術構架中實現這幾個基本目前,才能確保移動通信和互聯網的融合能夠取得成功。下圖1所示即為移動通信與互聯網融合平臺的基礎技術架構示意圖。

3.2用戶身份統一認證

在進行移動通信和互聯網融合時,用戶身份統一認證是一個非常關鍵的環節,其核心內容是通過不同終端和網絡實現用戶對云端通信資源的訪問和應用,在這一過程中可以通過動態口令、靜態密碼以及數字證書等多種方式實現用戶的身份認證,確保用戶能夠通過安全、便捷的形式實現通信需求,避免出現重復登錄鑒權的環節,提高用戶的體驗。在進行身份認證的過程中,需要注意兩個方面的問題。第一,統一認證中心的建設。統一認證中心是對用戶身份信息進行鑒別的平臺,其需要支持動態密碼、靜態密碼、數字證書以及動態驗證碼等多種認證方式。不僅如此,還需要可以對用戶密碼、現有信息、標識等實現安全管理。但是,這一過程會存在遷移風險,可能對用戶的信息安全造成較大影響,這是需要進行控制的。第二,對認證憑證的識別需要加強,在現有認證憑證識別手段的基礎上,需要加強對權限的控制,同時增加對統一認證中心生成認證憑證的識別,以便能夠依照憑證及時給予對應的訪問權限。

3.3資產云化

在通信業務之中,用戶會產生各種各樣的信息資產,如短信記錄、通話記錄、照片、視頻以及應用程序等。而資產云化就是指用戶在應用各種業務的過程中所產生的各種信息資產,都全部上傳到云端,實現各類終端設備的統一接入。首先,需要對硬件的儲存能力進行提升。實現移動通信和互聯網的融合,用戶產生的各類信息資產必定會成倍增長,這對硬件的儲存能力提出了更高的要求。不僅需要擴大容量,還需要在接口上實現擴展,確保能夠對各種類型的數據實現接入。第二,數據庫能力。需要對數據類別和結構按照相應要求進行儲存管理機制的優化,確保硬件的資源利用和數據使用更加高效。第三,需要對終端能力進行提升,由于終端類型多種多樣,性能各不相同,甚至部分終端設備在操作上存在局限,導致用戶獲取信息存在一定困難。因此,需要加強終端設備的能力強化,使其能夠對移動通信和互聯網融合起到支撐作用。

3.4體驗一致性

體驗一致性就是要確保在實現移動通信和互聯網融合之后,不同用戶之間的業務體驗能夠達到一樣的水平,不會出現較大的差異。不僅如此,體驗一致性還包括同一用戶通過不同的終端設備進行云端訪問,能夠獲得同樣的業務效果,這樣才能夠使用戶對移動通信和互聯網融合的形成肯定。首先,需要對終端設備接入類型加強識別,尤其是對不同操作系統的設備需要加強融合平臺的建設,使不同設備能夠產生同樣的業務體驗。其次,需要對網絡通道能力進行測試。不同設備之間的信號通道存在差異,這一差異的存在會影響用戶的業務體驗。所以,需要對網絡通道能力加強測試,尤其是對大流量業務需要進行全面測試,確保不同終端上設備能夠對融合業務實現全面支撐,如視頻呼叫、大流量下載等。再次,需要對功能模塊進行權限設置。根據網絡能力和終端類型,可以對功能模塊進行判定,明確其是否可用,以此對業務的正常應用進行確定。最后,需要完善對中間狀態的記錄,即在用戶從一個終端退出,再從另一個終端登錄,要確保狀態記錄準確一致,不出現偏差。

第7篇

論文關鍵詞:課程體系;集成化通信實驗教學平臺;通信網絡;質量工程;應用能力

21世紀是網絡的時代,數字化、寬帶化、移動化、個性化、智能化的網絡已經成為人類社會的基礎設施。飛速化發展的通信網絡基礎設施對高等學校的教學改革、課程設置尤其是實驗室建設提出了挑戰。雖然目前國內許多高校都辦有通信工程專業和電子與信息工程專業,并建立了條件較好的基礎實驗室,為培養社會需求的電子與通信人才創造了良好的教學環境和條件。但是專業實驗室的匱乏尤其是通信網絡實驗教學條件的匱乏嚴重制約了課程體系的建設和教學效果的保證。

目前對于通信技術的學習主要是側重于講述某一特定技術,如:程控交換、光纖通信、微波技術、移動通信、接入技術、通信網等,學生很難由此建立起通信的整體概念。本研究項目從全局出發,優化課程體系,從全程全網的角度講述各類通信技術,對所涉及的通信技術進行詳細的討論,構建具有科學性、準確性、系統性、完整性、新穎性和實用性的知識結構和內容體系,主要內容包括現代通信的概念和發展概況,通信業務與通信終端,通信傳輸系統,通信交換系統,通信網和新一代通信技術。不僅使學生在全程全網概念的基礎上學習到各類通信技術知識,還強調工程方法論的學習,培養學生掌握科學的研究方法和迅速學習新技術的能力。

面向網絡時代飛速發展的通信領域人才需求,研究、設計并實現一個有利于培養學生全程全網概念和具有現代通信技術基本素質、有利于鼓勵學生自主思維和努力創新的教學平臺,以體現現代通信與全程全網教學的整體內涵,體現課堂教學與實驗教學的有機融合,體現培養模式的優化為研究目的。最終辦出信息與通信工程類專業的特色,培養出高素質的應用型IT技術人才。

一、構建完整的“現代通信技術”課程體系,培養創新型、應用型通信工程專門人才

1.指導原則

以全面提高素質為根本,以建立寬厚的知識平臺為基礎,以培養創新能力、實踐能力和科學綜合能力為核心,以教學內容和課程體系的改革為重點,以教育模式和教學方法的改革為保障。

培養目標:培養在信息科學技術領域內具有創新精神、實踐能力、全面素質的寬口徑專門人才,能從事信息科技領域的研究、設計、制造、運行維護和經濟管理等工作。

2.培養規格多樣化

以培養工程技術型和應用型人才為主,兼顧經營管理型的有信息工程背景的復合型人才。

3.培養模式

實行面向創新的系統理論教學和面向創新的系統實踐訓練相結合。實行柔性培養計劃和個性化教學,加大選修課比例,適應不同規格、不同愛好的人才的培養。我們同深圳潤天智圖像技術有限公司合作,采用“3+1”的人才培養模式,為企業實現訂單式培養,第一批20名學生已于2008年7月畢業,其中70%的學生經過雙向選擇留在這家企業工作。并受到用人單位的好評。2008年我們又與冠捷科技集團武漢分公司合作開展人才培養的工作,選拔學生參加了冠捷公司有關液晶顯示器的生產、調試、研發工作,提出學校與企業相結合的“系統創新訓練”方案,均取得良好效果。目前,冠捷顯示科技有限公司已吸納我校多名學生就業。其中一名畢業生在該公司已擔任總工程師,在該公司工作的許多學生均受到好評。

4.特色定位

隨著互聯網的普及,通信網絡所承載的業務也從傳統的以語音業務為主發展到多種不同帶寬需求的業務并存,網絡結構日益扁平化、IP化,各種現代通信技術發展迅速,其生命周期也長短不一,因此在通信工程人才培養方案中,除了設置各門專業基礎課和專業課外,我們還系統地安排了能夠反映目前主流通信技術的發展方向的選修課和技術講座,對NGN、軟交換、IMS、IPV6、第三代、第四代移動通信技術、ASON、OTN、G-PON等在現有通信網中逐漸應用甚至已成為主流的新技術進行全面的介紹。通過對電信行業發展深入細致的調查了解,我們認識到:經過十多年的電信業改革,我國的電信市場運營已經從一家壟斷到了全行業充分競爭的市場格局。各運營商之間為爭奪客戶,獲取更高的市場份額,在市場營銷方面各展拳腳,客戶不斷被細分,差異化服務日趨明顯,多種針對性強的業務不斷推出。而通信工程專業的課程設置一向重技術輕業務、輕經營,而目前專業營銷人才是我國電信業最需要的人才。因此,我們讓學生通過講座、社會調研、社會實踐等形式充分了解目前電信市場的新業務種類和特點、市場競爭態勢、主要營銷手段及其利弊得失等,使我們的畢業生能夠更適應行業的需求。我們與中國電信武漢分公司、武漢電信工程有限公司、湖北電信工程有限公司等單位保持長期的合作關系。聘請了電信工程有限公司有關領導和多名技術人員做我們的校外特聘教授,為學生的實習就業奠定了良好基礎。

5.課程體系優化

我們以培養具有創新精神和實踐能力的應用型人才為目標,以課程體系和教學內容改革為核心,優化信息通信類課程體系,從全程全網的角度講述各類通信技術,構建具有系統性、完整性、實用性和新穎性的知識結構和內容體系。不僅使學生在全程全網概念的基礎上學習各類通信技術知識,更重要的是培養他們掌握科學的研究方法,成為具備高素質的應用型人才。我們從傳授知識、培養能力、提高素質三大目標出發,通過對信息通信類專業現代通信技術相關課程內容的深入研究和改革,結合各門課程教學的特點、難點和需求,建立了當前可實現的“知識平臺”,按照整體優化原則調整課程的內外接口,減少交叉重復,精簡學時,協調各相關課程內容之間的銜接,充實新內容。我們采用主教材、輔教材、CAI課件、教學儀器、教學實驗和課程設計、遠程網絡課件等綜合配套措施,形成了“理論、抽象、設計”三個過程相統一的課程教學體系,保證了教學質量,取得了良好的教學效果。以此為指導思想,我們在2009年完成了信息通信類課程大綱的重新修訂工作,2010年完成了課程簡介的編寫工作。

二、理論聯系實際,構建通信技術全程全網實驗平臺

21世紀的高等教育,教育方式應從應試教育向素質教育轉變,人才觀念應從單一專業型向復合型、創新型轉變。要實現這兩種轉變,實踐教學起著至關重要的作用,它是實現素質教育和創新人才培養目標的重要環節。實驗教學相對于理論教學具有實踐性、綜合性與創新性等特點,在加強對學生的素質教育與創新能力培養方面起著重要的、不可替代的作用。而目前大多數針對信息與通信學科學生開設的實驗多為專業基礎實驗,通信專業實驗則較為薄弱,學生的學習范圍主要集中在基礎理論,對實際的通信設備與通信環境缺乏足夠的接觸與操作經驗。因此建立通信專業實驗室,開設通信專業實驗,開拓學生視野,增強學生實際經驗,提高學生的工程素質,使學生盡可能地不出校門就可以從實用角度理解并掌握通信技術。本成果通過建設一個盡可能覆蓋實際通信網環境(包括數據網、電信網、移動網、智能網、接入網、信令網、同步網、傳輸網)等特點的全程全網通信專業實驗室,開設出既與專業知識理論學習相關聯,又與實際通信網絡及設備相聯系的實驗課程,創建一個良好新型的具備通信專業特色的實驗教學環境,提高實驗教學水平,使學生能夠通過實驗環節,開拓視野,充分發揮主觀能動性,理論聯系實際,理論和實踐有機結合,充分提高綜合素質和創新能力,鍛煉其組織能力、溝通能力,培養并提高學生的工程素質。

我們建設全程全網的現代通信實驗平臺的思路是:參考并利用國際國內知名公司以及著名學者所提供的現代通信網絡專業實驗室建設方案,立足于信息學院學生進行“現代交換”、“現代通信網”、“計算機網絡”、“移動通信”、“光纖通信”、“NGN網絡”等專業課程的實驗教學基本需求,利用有限的經費盡量覆蓋從物理層到應用層各個網絡層次,從有線到無線、從電到光各種信道方式,從局域網到廣域網各種網絡形式的寬闊而廣泛的實驗內容,形成包括數據配置、維護管理、網絡數據觀測與分析、軟件開發、硬件設計、網絡設計與建設等基礎型、綜合設計型、研究探索型3層次專業實驗教學模式。在基礎型實驗中,提供對有關課程的基本原理與基本問題的驗證性、探索性實驗,幫助學生理解、掌握、驗證課程的基本原理、學習課程相關的基本實驗方法,探索并找到學習難點的結果和方案;在綜合設計型實驗中,以Assignment(任務)的形式,由教師提出要求,學生獨立完成實驗項目的分析、設計、元器件采購、實現、調試、與實驗報告撰寫等工作,最后由教師驗收和評判。在研究探索型實驗中,采用Project(項目)的形式,由來自企業界的實際項目,教師科研項目與學生創新基金資助項目的形式確定項目研究方向和研究內容,由幾個學生分工協作,每個學生獨立承擔一部分內容,在教師的指導下共同完成。

目前已建成的全程全網實驗室包括:

(1)計算機40套;《通信原理》教學實驗設備20套;《移動通信》教學實驗設備10套;《光纖通信》教學實驗設備10套;《現代通信網》教學實驗設備4套;《程控交換》教學實驗設備20套。

(2)數字電視系統5套,由視音頻A/D,D/A模塊,視音頻信源編碼、解碼模塊,TS流形成與解復用模塊,DVB SPI收發接口等模塊組成。

(3)微波設備3套,其中SD3100射頻電路實驗訓練系統,是以300MHz可測量S參數的頻率特性測試儀、DDS合成信號發生器、通用計數器和電視(TV)收、發系統為基礎,進行射頻通信設備及射頻電路的實驗系統。SD3200微波通信實驗訓練系統,是以1000MHz TV收發系統,進行圖象和話音的微波傳輸為基礎,進行微波通信設備及微波電路和器件的實驗系統。可利用網絡分析儀、頻譜分析儀等測量儀器,開展對微波電路及器件特性參數的測量。SD3300移動通信射頻工程實驗訓練系統,是以800-2500MHz可測量S參數的微波反射計、微波功率計、頻譜分析儀、微波合成信號發生器和微波功率信號發生器、通用計數器及通信設備——直放站、干線放大器等為基礎,進行移動通信網絡優化的試驗,同時,提供一套移動通信網絡優化工程的實驗——室內天線覆蓋系統,開展移動通信射頻工程的系統實驗。SD3400微波中繼傳輸實驗訓練系統,是以射頻/微波TV收發信機和微波中繼站組成的微波中繼傳輸系統為基礎,進行微波頻率中繼傳輸電視信號實驗。

(4)接入網設備一套。本接入網實訓系統依據實際的寬帶接入應用,組織相應的典型設備,包括交換局端的部分設備、線路、以及用戶接口設備,從機房、線路、到終端盡可能進行完整展現。

三、利用現代化教學手段提高教學效率

構建全程全網通信實驗教學平臺的在線系統,制作電子素材庫,供學生利用校園網進行學習。充分利用多媒體技術開展基于計算機、網絡的通信技術實驗研究,精心選擇具有代表性的實驗,使學生可以通過網絡瀏覽、熟悉和回顧實驗內容,盡量利用多媒體方式和網絡資源來表達實驗內容,將現金、具體的教學手段引入到教學中,是的抽象的概念和理論更形象、生動和直觀,提高實驗環節的質量和效率。

四、研究的特色和應用情況

1.研究的特色

(1)隨著通信技術的發展與社會需求日益多樣化,現代通信網正處在變革與發展之中,本教改項目擬在改變以往授課方法,從新的網絡構架入手,采用了網絡分層的結構(應用層、業務網、傳送網和下一代網)來講述相關通信技術。

(2)根據通信技術類課程特點,從全局出發,對網絡分層中所涉及的通信技術進行較詳細的論述,目的是使學生建立起全程全網的概念,從而加強學生對現代通信技術的認識和全程全網的了解,在此基礎上可根據專業和個人情況,今后就某一個專業技術方向進行更深入的學習。

(3)“全程全網現代通信網絡”教學實驗平臺整合了多種通信技術,以實用設備構建出真實的通信網試驗環境,突出通信全程全網的整體性,與課堂學習有機結合,相輔相成,實驗內容從簡單驗證型向自主設計型過渡;實驗教材由參考產品手冊、資料光盤完成實驗指導書的;實驗方式以點帶面,觸類旁通,以專項通信實驗促進專業課的學習,使學生有效建立起通信大網絡的觀念。

2.項目的創新點

(1)實現實驗教學理念的改革:改變一成不變的命題式實驗方式,結合理工科專業特色,引入現代通信網絡中實際應用系統級設備,可實現如下功能:為低年級學生提供認知環境;為中年級學生提供測試環境;為高年級學生及學院老師提供研發環境。

(2)提高學生的理論知識與實踐能力:擺脫傳統的被動性驗證性實驗,通過師生們積極主動地設計實驗拓撲,搭建實驗平臺,使理論和實踐相結合,更好地掌握通信理論知識及通信業務發展的先進技術。

(3)為教師提供開發測試平臺:目前,隨著通信設備制造技術的日益成熟,在硬件上,業界的產品都大同小異,現今的重點是在軟件和增值服務方面的發展。而“全程全網現代通信”實驗平臺為教師和學生提供了一個開放的、真實的開發環境和測試環境。

3.應用情況

第8篇

關鍵詞:信息論基礎 教學方法 教學改革

一、引言

“信息論基礎”是研究信息的量化、發送、傳遞、交換、接收和存儲的一門學科,是建立通信系統的數學理論工具,是信息類本科生的專業基礎課程[1]。對于應用型本科來說,培養人才的定位除了體現出高等教育的基本要求外,特別強調培養的人才是應用型的,具備較強的實踐能力,能夠解決實際問題。對于信息類的學生,其實際的分析問題、解決問題能力的培養很關鍵。在“信息論基礎”課程的教學過程要理論知識和實踐能力培養并重。應用型高校本科生在學習課程時,常常感到課程內容抽象,其分析問題的方法和基本理論難以理解和掌握。本文對“信息論基礎”課程在應用型本科高校本科生學習過程中出現的主要問題進行分析,結合教學實踐對相應教學方法改革進行探討。[1]

二、教學中存在的問題

對于學生在學習過程中存在的問題主要有:

(1)課程內容偏理論。信息論基礎的學習內容基本上是基礎理論,其實用性不強。甚至有同學認為是純粹理論內容,對就業工作沒有什么作用。其課程內容的偏理論,影響到學生的學習態度,導致課程的教學效果不好。

(2)數學基礎不扎實。“信息論基礎”課程的理論性很強,包含有抽象的概念和理論,并存在大量的理論公式推導與證明,其學習的數學基礎內容包含高等數學、線性代數、概率論等。對于學生抽象思維能力和邏輯推理能力等方面要求較高,學生一般在這部分是薄弱環節,在學習過程中表現出聽不懂、跟不上節奏,學習內容抽象、枯燥,學習積極性低,失去學習興趣。

(3)專業背景知識有限。本科生的專業背景知識有限,在授課過程中,學生的感性知識較少,時常出現無法理解學習內容的現象,教學效率降低。

三、教學方法的探索與實踐

“信息論基礎”課程主要要求學生掌握信息論的基本原理、研究對象;掌握一般通信模型及其應用;理解信源熵與信道容量的含義;理解香農信息論三大定理及編碼的基本原理與方法;熟悉編碼的設計方法等[2-4]。“信息論基礎”課程的教學對于授課教師來說是一個挑戰,現通過教學方法的探索進行教學改革和實踐,總結出提高教學質量的一些途徑:

1.優選教學內容。對于應用型本科的學生更重視實踐應用,在授課過程本著理論為實踐服務理念,深化概念和理論的理解,弱化公式推導。如在講授概念和定理,從其物理意義的角度出發,讓學生掌握其核心思想,避開煩瑣的公式推導和證明。在基本概念、原理和方法上,重點講授基礎、典型的知識點,延伸和擴展的知識點簡單介紹,如講授信息熵時,側重點在離散信源熵。[2]

2.培養學生建立課程的知識架構和在專業課程體系中的作用。強調課程的學科背景,引導學生形成專業學科的體系思想。純理論的教學方法,容易出現各個知識點相互割裂,不能形成有機的整體。在授課時以現代通信系統為工程背景,結合課程知識分析信息論如何應用到通信系統的設計過程中。如介紹信道容量的概念時,介紹信道容量是怎樣影響通信系統中信道編碼的設計。

3.理論聯系實踐。將現實中的現象通過信息論中的理論進行解釋。在教學過程中通過實踐環節來彌補純理論教學的枯燥性。如在講授信息率失真函數的物理意義時,列舉出視頻的存儲,對于同一視頻以不同格式,其存儲空間也不同,視頻的清晰度也有不同。

4.多種教學方法進行授課。用類比法來講授,營造直觀有效的課程場景,如通信系統中信息處理過程同食品加工運輸過程,信道容量如同城市交通吞吐量等。通過引入貼近生活的實例來講解信息論的概念,以加深理解其內在本質。例如,在講授信源熵時,通過對文字和圖像信源熵計算對比,發現圖像信源熵要大得多,說明其不確定性更大,使學生在理解信息量度量對編碼的意義的同時,也了解了本課程的實際應用。綜合課堂講解、網絡教學和課后小組討論等手段,來滿足不同層次學生對“信息論基礎”課程的理解需求,平衡深度與廣度之間矛盾的一種教學模式。[3]

5.采用多元化的輔助教學手段。在課堂教學中,采用多媒體和黑板講授互補方式。對教學內容的提綱、小結、圖文和動畫演示采用多媒體教學。對于難以理解的知識點,通過動畫和圖解的方式進行傳授。如在介紹通信系統的模型時,通過動畫的方式演示無線、有線通信的過程。

6.實驗、實踐輔助理論教學。通過實驗編程強化掌握信息論編譯碼內容的學習。在信源編碼和信道編碼的算法講授時,結合項目驅動法,通過實驗編程實現編碼算法來掌握算法思想。

7.制定多元化考核形式。為了激發學生的學習積極性、提升其綜合素質,制定多元化考核形式,重視過程考核。其課程的成績由平時表現、作業成績、課外開放性作業、實驗、實踐成績和期末試卷成績組成。鼓勵學生積極參與教學互動,布置一些開放性特點的課外作業,鼓勵學生個性化思考,開拓學生的視野。[4]

四、結束語

“信息論基礎”作為本科信息類的專業基礎課,其目標是培養學生從信息論的角度去分析問題和解決問題能力。在“信息論基礎”課程的教學過程中,本文針對學生在學習過程中存在的主要問題,依據應用型本科高校中的信息類本科教育的特點和要求,仔細研究“信息論基礎”的教學內容,探索合適的教學方法,希望對激發學生的學習興趣、提高教師的授課效果方面有所幫助。

參考文獻:

[1]高 博,錢志鴻,楊曉萍.“信息論與編碼”理論與實驗教學研究 中國電力教育 2012(4):100-101

[2]曲瑋,朱詩兵. 信息論基礎及應用[M],北京:清華大學出版社,2005.轉

第9篇

【關鍵詞】現代通信技術;多維立體教學;工程化

【中圖分類號】TN915 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089 (2012)01-0009-01

通信技術正以前所未有的速度得以發展和應用,它與計算機技術相互融合和滲透形成現代通信技術,如衛星通信、微波通信、移動通信、光纖通信等都屬于現代通信技術,它與我們息息相關,給我們的工作和生活帶來了日新月異的變化。因此,《現代通信技術》課程不僅要在通信工程專業開設,同時還有必要在非通信工程專業開設。

1 現代通信技術課程的目標與內容

《現代通信技術》作為一門為非通信工程專業本科學生開設的課程,是通過知識的加工和優化,在原《現代通信系統》與《通信原理》等課程基礎上整合而成,并向應用性方向拓展[1]。由于非通信工程專業的學生沒有學習過《現代通信系統》和《通信原理》課程,所以課程目標是“輕理論,重應用”,使學生初步了解關于通信系統的基本概念、數字通信系統的組成;了解現代通信系統中的電信交換、衛星通信、微波通信、移動通信、光纖通信等通信系統的基本原理、組成框架和最新應用內容。

現代通信技術課程由通信網基礎技術、電信交換、無線通信、移動通信和光傳輸網五大主要組成部分[2],詳見圖1。

圖1 現代通信技術課程主要內容

通信網基礎技術包括模擬通信和數字通信(強調數字通信系統)、數字通信系統設計的技術如信源編碼技術、信道復用技術等、數字信號的基帶傳輸、調制技術和差錯控制技術等;電信交換包括常用的交換方式如電路交換和分組交換、數字程控交換、ISDN(綜合業務數字網)和智能網;無線通信包括無線傳播的基本特性、無線通信的關鍵技術、典型的無線通信微波通信系統、衛星通信系統的組成和應用;移動通信包括移動通信的關鍵技術、典型的移動通信系統GSM、CDMA和3G系統的原理、技術體制及應用發展;光傳輸網包括管傳輸系統的組成和原理、SDH光傳輸網技術、光波分復用技術等。

2 傳統的現代通信技術教學方式的特點

傳統的教學方法是以知識學科體系為中心,先講述理論,在進行一些驗證性的實驗。《現代通信技術》課程的教學方式一致沿襲本科教育中學科體系的教學模式,從通信網基礎技術到無線通信、移動通信等,都過于側重理論,偏重知識的積累,內容豐富,公式與性質多,抽象難懂,這種教學方式的主要特點和弊端如下:

2.1 學生對學習感到枯燥,無法進行創新能力培養。對于現代通信技術課程來說,知識抽象、枯燥,特別是講到通信原理等摸不著看不見的知識時,學生更是不知所云。很多學生僅僅是被動地在學習,沒有主動參與的熱情,體會不到學習的樂趣,更談不上創新能力了。

2.2 教學過程中以原理知識為核心,而忽略了學生的數學功底和理論推導能力,使其缺乏學習的積極性;教學方法也是以傳授知識為主,忽視了學生的能力培養和工程設計鍛煉,導致知識與能力不協調。

2.3 理論和實際沒有很好地聯系起來,對知識的實際應用只作點綴,學生動手環節較少,更缺乏現場操作的經驗,無法滿足崗位需求。

3 現代通信技術課程的教學思路和教學模式

考慮到非通信工程專業的學生基本上沒有學習過包括通信原理、信號與系統、隨機過程等課程,在教學中必須從實際出發,因材施教,遵循深入淺出、易于理解的原則,力求簡潔明了,突出科普性,激發學習興趣[3]。采取“多挖坑少鉆井”的方法,對現代通信技術課程中較深的知識進行必要的刪減,比如通信網基礎技術中的調制技術、語音編碼,電信交換中的數字交換單元的工作原理、信令系統,無線信道特性分析、擴頻技術等知識點,只能進行簡單的講解,使學生明白這些知識的基本概念。

3.1 教學內容模塊化。

本課程對理論知識不要求過度深入,避免復雜的數學推導,建立模塊化的教學模式,參考圖1的課程內容,將現代通信技術作為一個整體任務,并按主要內容將這一任務分解成任務模塊:通信網基礎技術模塊、電信交換模塊、無線通信模塊、移動通信模塊和光傳輸模塊,每個模塊又分解為幾個子模塊。每個教學模塊都以具體的項目案例引出教學內容,將枯燥的理論教學完全融入到一個個具體的任務中,抽象的知識就得到了具體的體現。這種教學方案不僅可以激發學生的學習興趣,還可以培養學生分析問題和解決問題的能力。

3.2 教學方法多樣化。

課堂教學質量的好壞直接影響到教學效果。“滿堂灌”的傳統教學方法已經不適應現在以“學生為主體”的課堂,而采用類比引證等深入淺出的方法進行多維立體教學,則可事半功倍,大大提高教學質量。

3.2.1 多維立體教學。

隨著多媒體技術的應用,課堂上老師大都使用PPT進行教學,不停地播放幻燈片,授課信息量大,內容多,但這種教學方法很容易忽視學生對內容的理解和接受程度。多維立體教學,就是靈活使用現代教學手段,使用“多媒體+網絡+板書”的教學模式,采用多種方法展現抽象的知識點,在圖、文、聲、像等方面為學生提供直觀感受,讓他們在短時間內理解和接受大量的最新信息[4]。課堂上,可以充分利用多媒體放映PPT、圖片、動畫和視頻等,課后學生可以登錄教學網站下載學習資料,通過網絡、論壇與老師進行互動交流。例如,在學習衛星通信時,可以插入衛星通信系統的圖片,播放最新衛星通信的相關視頻等,讓學生直觀地理解相關內容。

3.2.2 善于類比。

本課程設計很多的原理、概念,若只是將這些抽象的知識敘述出來則顯得枯燥無味,學生不易理解,而將這些知識與現實生活中我們常接觸的事物做類比則可以很好地理解[6]。例如,在講解無線通信中電磁波按照傳播方向的分類時可以將其與臺球的運動做類比,如圖2所示,這樣將抽象的看不見摸不著的電磁波也可以很容易的知道它包括直射波、反射波、繞射波和散射波等。

圖2 臺球的運動

再如,在講解移動通信中的切換技術時,切換包括軟切換和硬切換,什么是切換?什么是軟切換?什么是硬切換呢?同樣也可以采取類比的方法。假設你在一個工作崗位呆久了,由于這樣或那樣的原因,想調整一下,但你不能終端工作,直接變成空閑狀態,因為你很在乎工作所帶來的收益,你不希望這個收益中斷(切換的目的就是為了提供無中斷的數據傳輸)。根據崗位變動時,交接工作地開展方式不同可以把崗位變動分為溫柔換崗(類似于軟切換)和強行換崗(類似于硬切換)。溫柔換崗就是在和新的工作崗位進行聯系時,舊崗位的工作也不已下載中斷,而是進行相應的交接工作;強行換崗就是和舊崗位徹底中斷,然后建立和新崗位的聯系。根據類比引出軟切換和硬切換的概念,學生就很容易理解了。

這種類比的方法不僅可以調節課堂氣氛,還可以深入淺出地將抽象難懂的知識讓學生在輕松地氣氛中理解并掌握。

3.3 教學模式工程化。

近年來,以美國麻省理工學院為首的世界幾十所大學展開了CDIO工程教育模式的改革。CDIO是Conceived(構思)、Design(設計)、Implement(實現)、Operate(運作),是“做中學”和“基于項目的教育和學習”的集中概括和抽象表達[5]。該教學模式下,學生是學習主體,教師是教學主導。對于現代通信技術課程,教師首先要明確講授課程在專業知識結構中的地位和作用,引導學生主動學習。其次,教師要根據學生應掌握的知識和能力,在教學中適當穿插綜合性實驗,促使學生自己動手,帶領學生對衛星地面接收站、通信站等機房進行觀摩,使理論知識和實際應用聯系起來,培養學生的實際操作能力。在工程化的教學模式理念的指導下,我們可以改變以往重理論輕實踐、重視專業知識而忽視創新能力的教學方式,取得良好的教學效果。

參考文獻

[1] 張進,劉亞峰. 高職《現代通信技術》工學結合課程開發探討[N]. 職業教育研究,2011.1:94~96

[2] 嚴曉華. 現代通信技術基礎(第二版)[M].清華大學出版社,2010:1~290

[3] 周友兵. 高職《數字通信技術與應用》課程建設的探索與時間[N]. 程度航空職業技術學院學報,2009,12(4)

[4] 王峰,楊凱,王娟等. 多維立體教學法在“通信原理”教學中的應用[J]. 電氣電子教學學報,2008(5)

第10篇

關鍵詞:信息論與編碼;教學方法;實驗教學

中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)47-0235-02

信息論與編碼是信息類專業一門重要的專業基礎課程,它運用概率論與數理統計的方法研究通信系統的有效性、可靠性以及安全性,以便達到系統的最優化。

由于這門課程理論性強、概念抽象,國內很多高校最初只向研究生開設此課程。隨著信息技術的發展,編碼技術在移動通信、數字多媒體以及信息安全等領域得到廣泛的應用,國內許多高校將信息論與編碼作為本科教學中的主干課程,但在本課教學過程中,存在下列問題:(1)本課程要求學生掌握的基礎知識較多,包括概率論、數理統計、線性代數、隨機過程以及通信原理等,而國內大部分高校是把隨機過程作為研究生課程來開設的,這就導致本科學生先修知識不足,對某些公式的證明理解起來較困難;(2)學生在學習的過程中,會與其他專業基礎課(如信號與系統、數字信號處理等)進行比較,誤認為本課程對其所學專業影響不大,以后的工作中用不到,再加上研究生考試不需要,所以大部分學生普遍存在不重視的心理;(3)本課程涉及到的概念比較抽象,公式推導比較復雜,對于數學基礎薄弱的學生來說,學習起來比較困難,從而產生畏學厭學的心理。

為了解決上述問題,提高教學效果,本文將從教材、教學內容、教學方法三方面進行探討。

一、教材

目前,國內外有關信息論與編碼課程的教材很多,有的偏重于理論的介紹,涵蓋的學科范圍較廣,這種教材以國外教材為主,像Thomas M.Cover Joy A.Thomas的《信息論基礎》,適合于研究生階段來學習;有的是以通信為背景突出理論的物理含義,這類教材國內較多,用的較多的是姜丹的《信息論與編碼》、李亦農和李梅的《信息論基礎教程》、陳運的《信息論與編碼》。我們根據自己專業的特點及學生先修課程的情況,選用陳運的《信息論與編碼》,該書最大特點是把信息論涉及的數學知識限制在通信系統的范疇內,避免了復雜的公式推導過程,使本科學生易懂易學。

二、教學內容的選取及組織

信息論與編碼這門課程的內容分為基礎理論與編碼兩部分,其涉及的主要內容為:信源熵、信道容量、率失真函數、信源編碼以及信道編碼五個基本內容。我們專業共安排了48個學時,其中有44個學時的理論教學,4個學時的實驗教學。此外,我們在五個基本內容的基礎上,又安排了密碼學的內容。

信源熵解決了無失真信源編碼的極限問題,在信息論中占的比重較大,這部分內容的講解過程如圖1所示。我們首先由單符號離散信源入手講解信息量、熵的基本概念,從消息的發送、傳輸及存儲三個角度分析它們的物理含義,再由單符號離散信源推廣到多符號離散平穩信源。由于多符號離散平穩信源存在缺陷:只考慮每個消息(組)中符號間的約束關系,沒有考慮各個消息(組)間的相關性,引出馬爾科夫信源的概念。實際信源都可以近似成馬爾科夫信源,如數字電視信號可以看成二維的一階馬爾科夫信源,傳輸過程中采用隔行隔列掃描傳輸。對于連續信源,由于現在通信基本上是數字通信,連續信號都經模數轉換成數字信號,這部分內容,我們只講解服從高斯分布、均勻分布以及指數分布信源的熵。

信道容量解決了信道信息傳輸的問題,即信道傳輸一個符號所能傳輸的最大平均信息量,實質上就是求解平均互信息量的最大值。在一般教材中,互信息量及平均互信息量是放在信源熵這一章講解的,為了讓學生更好地理解平均信息量,我們的做法就是打亂次序,把其放在信道容量這一章講解,這樣可以做到主次分明,讓學生認識到平均互信息量主要解決的問題。信道容量的講解過程相對于熵的講解過程較容易,只要詳細講述其概念及物理意義,剩下的任務就是信道容量及最佳輸入的求解過程。這里我們重點講解單符號離散信道、并聯信道、組合信道及加性連續信道的信道容量。

信源編碼部分,我們講解次序是緊隨信源熵內容之后。首先簡單介紹變長編碼及無失真編碼定理,再引入無失真編碼方法――熵編碼(統計編碼)。內容上,一般教材只是簡單介紹統計壓縮編碼方法,其缺點是沒有消除像素間的冗余度,由此提出變換編碼的概念,將相關冗余變為變換后的統計冗余,由于人類存在心理視覺冗余,采用量化手段可以消除。此處,引入靜態圖像壓縮標準JPEG,重點講解其壓縮及解壓縮過程,讓學生了解數碼相機的壓縮機理。

信道編碼部分,由于跟通信原理課程內容重合,我們專業放在通信原理中,這里不再表述。

信息率失真函數的求解過程涉及到變分方程,較復雜,這部分重點講解其基本概念、物理含義,簡單介紹離散信源和連續信源率失真函數的求解思路,簡化其推導。

密碼學的內容主要介紹古典密碼學、現代密碼學較經典的DES算法和RSA公鑰密碼算法。這里為了激發學生的學習興趣,我們引入了密碼學在戰爭中和網絡安全等方面的應用例子。

講解內容經過上面的選取和組織,避免了大量公式的推導過程,解決了學生先修課不足的情況,達到了良好的教學效果。

三、教學方法探討

(一)培養學生學習興趣

信息論與編碼理論課程理論性強,一般的教學都是基于數學層面講解其定理的推導過程,學生學習起來抽象、乏味,從而容易失去興趣。

為了避免這種現象的產生,授課過程中,我們引入信息論在專業學科中的應用。如講述注水定理時,可以結合數字電視、第四代移動通信中OFDM調制方法的最佳功率分配。在講述密碼學時,引入數字水印技術,指出其在版權中的應用,并以實際的水印例子展示給大家看。

另外,概念講解時,可以舉幾個學生比較熟悉的例子。如平穩信源的概念,理解起來較困難,可以以拋硬幣的例子來講解,任意時刻拋一枚均勻的硬幣其概率分布都是一樣的,所以是平穩信源。又如數字通信過程中,發送端輸出的消息是隨機的(0或1),但其任意時刻的概率分布都相同,一般情況下服從等概分布,所以通信系統的信源也可以看成平穩信源。

這樣的方法可以使學生認識到,信息論在工程上的應用,加深對概念的理解,提高他們對知識的興趣,從而易于接受和掌握相關的思考方法。

(二)加強師生互動

傳統的教學方式是以老師為中心,而學生是被動參與的。這樣很容易造成課堂氣氛沉悶,學生產生消極心理,教學效果差。

為了讓學生很好地理解本課程內容,我們的做法是:(1)課前精心設計幾個問題,課堂上讓學生積極參與討論。(2)針對我們專業及學生后續課程的學習,我們設計了信源編碼方法研究、JPEG壓縮、注水定理以及數字水印技術四個研究課題。課下,學生分成四組討論,并用MATLAB工具實現這幾個課題的仿真結果,最后每組提交一個討論報告,報告占考試成績的20%。這樣,學生從被動轉為主動,從“要我學”變成“我要學”,提高了他們獨立思考問題、解決問題的能力。

(三)引入實驗教學

我們實驗教學共有4個學時,安排了兩個實驗項目。

我們采用MATLAB軟件作為實驗平臺。MATLAB軟件簡單易用,可以利用其Simulink環境進行通信系統仿真。實驗內容分別是信道容量迭代算法及離散熵曲線實驗,前者占3個學時,后者占1個學時。要求是學生上課之前寫好預習報告,編寫好程序,上機調試修改,實驗老師檢查學生的預習報告,學生在實驗后交實驗報告,占成績的10%。

這樣避免了空洞的理論講解,讓學生從實踐過程中理解概念的物理意義,達到一定的教學效果。

(四)采用多樣的教學形式

傳統的教學形式是習慣采用板書教學,隨著多媒體技術的發展,多媒體教學已成為一種被普遍認可的教學形式,也是現在大部分高校教師采用的教學形式。這兩種教學形式各有利弊,前者更有利于學生的理解,后者更直觀,信息量更大,我們在教學過程中,進行兩者結合。由于信源熵和信道容量這部分理論性強、難度大,對于某些定理可以板書,對其復雜的推導過程,采用課件傳授,這樣可以加深學生對定理的理解。

四、結束語

本文分析了信息論與編碼本科教學過程中所面臨的問題,從教學內容與教學方法兩方面進行了探討,教學實踐表明這樣做能取得更好的教學效果,激發學生的積極性和創造性。對于本課程的教學探索還要在今后的教學工作和教學實踐中深入研究,不斷完善。

參考文獻:

[1]陳運.信息論與編碼[M].第2版.北京:電子工業出版社,2007.

第11篇

 

引言:

 

量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。這一新型通信技術是伴隨著通信技術的不斷發展和物理學領域的不斷研究而發展起來的,是近二十年發展起來的新型交叉學科,是量子論和信息論相結合的新的研究領域。近年來這門學科已逐步從理論走向實驗,以其特有的高效性和安全性等特點而被軍事等領域廣泛研究應用,并向實用化發展。同時,隨著社會科技和經濟的不斷發展,普通民眾對信息傳輸的要求也日益提高,對信息傳輸的穩定性、安全性要求也不斷提高,因此也急需這一技術來作為對現有通信手段的補充和優化,以不斷提高信息傳輸的質量。這種無論是來自軍事等特殊領域還是來自普通民眾等普通領域對信息傳輸的高要求都促使著量子通信技術不斷研究與發展,以滿足人們不斷嚴苛的通信需求。

 

一、量子通信的發展概述

 

量子通信技術是在量子力學的基礎上發展起來的。量子力學誕生于1926年,是人類對微觀世界加以認識的理論基礎之一。量子力學和相對論之間的不相容性在1935年被愛因斯坦、波多爾基斯和羅森論證后,約翰?貝爾于1964年提出貝爾理論,阿斯派克等人于1982年證明了超光速響應的存在。在這一基礎上,美國科學家貝內特于1993年首次提出了量子通信的概念。這一概念的提出,使愛因斯坦的量子糾纏效益開始真正發揮其威力。

 

自量子通信概念提出以后,6位來自不同國家的科學家,基于量子糾纏理論,提出了利用經典與量子相結合的方法實現量子隱形傳送的方案,這是量子通信最初的基本方案。量子隱形傳態不僅在物理學領域對人們認識與揭示自然界的神秘規律具有重要意義,而且可以用量子態作為信息載體,通過量子態的傳送完成大容量信息的傳輸,實現原則上不可破譯的量子保密通信。

 

1997年在奧地利留學的中國青年學者潘建偉與荷蘭學者波密斯特等人合作,首次實現了未知量子態的遠程傳輸。這是國際上首次在實驗上成功地將一個量子態從甲地的光子傳送到乙地的光子上。實驗中傳輸的只是表達量子信息的“狀態”,作為信息載體的光子本身并不被傳輸。此后經過二十多年的發展,量子通信這門學科已逐步從理論走向實驗,并向實用化發展,主要涉及的領域包括:量子密碼通信、量子遠程傳態和量子密集編碼等。

 

二、量子通信技術簡介

 

量子通信即指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子是不可分的最小能量單位,“光量子”即為光的最小能量單位。量子通信的理論基礎是量子糾纏。在量子世界中,存在著一種“糾纏”效應,所謂量子糾纏指的是兩個或多個量子系統之間存在非定域、非經典的強關聯。這種“糾纏”效應能夠在兩個完全相同的某量子態粒子之間建立某種聯系,當其中一個的狀態發生變化時,另一個也會發生相同的變化,而且這種變化與時間和空間無關。另外由于對粒子的任何測量都會導致其量子態的變化,所以同時這種變化時不可能被第三者所知獲的。利用量子的糾纏效應,我們可以進行絕密和瞬時的通信。因此具有極大的研究價值。

 

量子密碼通信原理是基于“海森堡測不準”原理的發展的。在量子物理學中“海森堡測不準”原理表明,如果人們開始準確了解到基本粒子動量的變化,那么也就開始喪失對該粒子位置變化的認識。所以如果使用光去觀察基本粒子,照亮粒子的光的行為都會使之改變路線,從而無法發現該粒子的實際位置。因此對傳輸光子線路的竊聽會破壞原通訊路線之間的相互聯系,通訊會被終端。另外還有“單量子不可復制”定理,這是上述原理的推論,是指在不知道量子狀態的情況下復制單個量子是不可能的,因為要復制單個量子必須先做測量,而測量必然會改變量子狀態。根據這兩個原理,即使量子密碼不幸被獲取,也會因測量過程中對量子狀態的改變而得到一些幾乎無意義的信息。

 

量子遠程傳態是經由經典通道和量子通道傳送未知量子態。通俗來講就是將甲地的某一粒子的未知量子態在乙地的另一粒子上還原出來。因量子力學的不確定原理和量子態不可克隆原理,限制人們將原量子態的所有信息精確地全部提取出來,因此必須將原量子態的所有信息分為經典信息和量子信息兩部分,它們分別由經典通道和量子通道送到乙地,根據這些信息,在乙地構造出原量子態的全貌。但這一過程并不傳輸任何的能量或物質,只是傳輸一種量子態。

 

量子密集編碼是用量子通道傳送經典比特,即使用量子糾纏現象可以實現只傳送一個量子比特,而傳送兩個比特的經典信息。具體方法是信息的傳送者(Alice)和接受者(Bob)各擁有處于最大糾纏態中的一個粒子,Alice可以對她手中的粒子施加四種可能的幺正變換以編碼兩個比特的經典信息,由于兩個粒子處于糾纏態,對一個粒子的任何操作都會對另一個粒子產生影響,引起另一個粒子的態發生相應的變化。Alice對它的糾纏粒子施加幺正變換后,兩系統處于四個Bell基態之一,為了使Bob能讀出Alice編碼的信息,Alice必須再把她的粒子傳送給Bob,Bob再對兩個粒子實施聯合Bell 基測量,測量結果可使Bob提出2比特的經典信息,在這過程中,Alice僅傳送給Bob一個粒子,但卻能成功的傳送2比特的經典信息,這就是所謂的“密集編碼”。

 

三、量子通信技術的發展前景

 

量子通信技術依托于發達的現代信息技術和先進的量子技術而發展起來的,以其獨特的優勢而被廣泛關注。與傳統通信技術相比較,量子通信具有抗干擾力強、保密性高、傳輸速度快等優點。因此,它的發展應用前景很廣闊。一方面,在國家政府和軍事領域,由于其保密性極高,幾乎不可能被敵方破譯,且這種量子通信技術能夠抵御未來量子計算機技術帶來的威脅,因此會被不斷研究和應用。另一方面,在民用通信技術領域,早在2009年9月,中國科技大學組建了世界上首個5節點的全通型量子通信網絡,首次實現了實時語音量子保密通信。“城域量子通信網絡”使得城市范圍的安全量子通信網絡成為現實。因此,量子通信在未來的民用領域也將被廣泛研究應用。

 

結語

 

量子通信是通信技術的又一次劃時代革命,與目前采用的傳統通信技術相比,量子通信在保密性、通信容量、通信時效等方面都具有十分明顯的優勢,是未來通信發展的主要方向。雖然量子通信有著廣闊的應用前景,但在單元技術和理論方面還有許多需要解決的問題。在信息產業作為國民經濟重要組成部分的今天,需要在量子通信這一領域繼續加大投入和研究力度,為進入量子通信時代打下堅實的基礎,不斷服務于現代人類的發展需求。

第12篇

1現存“現代通信技術”教學的不足

第一,由于現代科學技術發展的突飛猛進,各種專業技術為了適應社會的發展都在不斷的更新,變化迅速,以至于我們的教育發展都跟不上各科技術的變化,導致教學專業的技術教學已經落后于現代技術的實際運用,內容更新慢已成為“現代通信技術”專業教學的重大弊端,亟待解決。第二,“現代通信技術”課程在書本內容上主要以理論講解為主,而且專業內容廣泛,概念性很強,有很多知識與模型只有通過抽象的想象才能完成,是一門專業難度較大的學科。所以,非此專業的學生在學習的時候會覺得枯燥乏味,又沒有具體的現場模型和實驗給予學生現實的指導,對于這樣一門系統性很強,學習內容又抽象的學科來說,給學生的學習增加了很大的難度。因此,應該對這門學科的教學內容與教學形式進行改革,減輕學生學習的難度,提高學生學習的興趣,培養出能適應當代科學技術發展的實戰性人才。

2傳統教學方法的改革

學校是學生學習科學技術的地方,主要對象就是學生與老師,學生學習科學技術成就的高低,老師起到了很重要的作用,因此對于老師的授課方法進行改進將大大提高學生學習“現代通信技術”的成就。由于“現代通信技術”專業理念性強的特殊性,老師在教學時,沒能對學生進行理論上的深入分析與理解,也沒能為學生建立起實際系統的直觀了解,使得學生在學習時不能對所學知識與技術進行實戰分析與理解運用,致使他們在走出學校踏入社會實踐時并不能很好地運用所學知識,現實工作中難度加大,不能很好地適應社會發展。針對這種現象,我們可以在課堂中多加入實驗教學與現實事物幫助學生理解所學的知識;實驗時,讓學生自己動手操作,每個學生都應參與進去,對于所得到的實驗原理、實驗過程與實驗結果由學生們自己進行歸納總結,讓他們在現實環境中理解記憶所學知識,并且鼓勵學生對于實驗與理解過程中所得知識理論與書本概念和老師講解不一樣的地方提出疑問與自己的意見,培養學生多思多想的自主學習方式與獨立解決問題的能力,讓他們在思考中學習,使得學習與實踐相結合,深刻理所學知識內容,以便在實際運用時能從容解決現實問題。

3教學思路的改革

“現代通信技術”作為非通信專業的選修課,應從學生的理解接收能力與現有的學習基礎入手,盡量為學生提供思路明確、容易入手的教學模式。教學思路應以基礎通信傳輸過程為主線,將固定數字電話網絡和移運通信網絡等實踐知識作為學生學習的具體案例為學生進行講解,理論與實際相結合,從基礎知識入手,使學生對所學理論能活學活用,透徹地掌握所學知識點。另外,學生學習此專業主要在于能夠適應社會的發展,為的是能在實踐中作出貢獻,而對理論知識的掌握并不在于知識點有多深奧,因此在編輯教材時,我們要由簡入繁,由淺入深,對于具體問題結合相關理論知識進行深入分析,并對現實社會通信建設過程中出現的典型案例為學生進行講解指導,在實戰中教授專業技術知識。改變以前內容繁多、復雜和深奧的特點,培養學生實際解決問題、現實操作的能力,使得學生學習時能夠步步為營,掌握牢固可靠的專業技術知識。所以綜合起來看,整個教學思路可以分為三個部分:理論知識的理解與實驗驗證、現實案例的實際模擬和專業技術的實習。

4培養模式的改革

學校為了提高學生對理論知識的理解能力,對于通信技術課程采用實驗箱來進行相應的實驗驗證,但是這種實驗條件下學生在實驗時實際動手的操作范圍小,而且進行一次實驗學校所投入的資金數目也很大,在這樣的環境下教學實驗效果是達不到預想的實驗效果的,尤其是那些典型的通信系統實驗更是難以很好地完成了。針對這種情況,我們可以將與計算機軟件與實驗內容結合起來,用計算機軟件Matlab,LabVIEW等仿真模擬軟件來彌補實驗室硬件的不足之處。如通信系統,在實驗過程中可以通過Matlab軟件,讓學生自主搭建系統仿真模型,借助軟件從而完成CDMA典型通信系統的實驗,再結合老師對于相關知識的理論講解,深刻掌握相關專業知識。基于“現代通信技術”這門學科的知識內容基礎性強,而且很多概念都是抽象存在的,為了讓學生在學習時不產生枯燥的學習情緒,我們應該盡可能地豐富學生課堂學習內容,對于很多抽象概念,老師可以制作多媒體素材、PPT的電子白板等方式來向學生傳遞知識,一方面提高學生學習的興趣,另一方面增強學生對所學知識的理解,加深記憶。如“信號的調制與解調”、數字移動通信技術中的“硬切換和軟切換”等概念講解中,完全可以運用多媒體,以形象生動的虛擬場景來幫助學生理解。

5結語

隨著現代科學技術越來越發達,“現代通信技術”在社會發展中也起到了越來越重要的作用,已經逐漸成為現代技術發展的熱門課程,學習該課程的各科學生也越來越多。如何讓所有學生能夠很好地學習這門課程,并在現代科學社會中有效運用,自然而然成了當代青年發展的迫切任務。

作者:舒娜 單位:,重慶郵電大學