通信原理基础知识总结

通信原理基础知识总结（通用6篇）

通信原理基础知识总结 篇1

IOT Revision Chap 1 通信系统

Part 1 Key Point 1.无线通信系统的模型

a)组成：

i.发送端：把各种可能转换的消息转换成原始电信号 ii.信道：信号传输的通道 iii.接收端：从接收信号中回复出相应的原始信号 iv.噪声源：信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示 b)简化模型

i.一种简化模型

ii.模拟通信系统模型

两个概念：

·调制：发送端把连续消息变换为原始信号称为调制

·解调：接收端把原始电信号反变换为原连续消息称为解调 数字通信系统模型 iii.图中加密-解密，编码-解码和调制-解调并非必有，可根据需求定制

2.无线通信网络系统的分类及通信方式

a)分类： i.按消息的物理特性：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 ii.按调制系统：基带传输（将未经调制的信号直接传送）、调制传输（对各种信号变换方式后传输的总称）iii.按传输信号的特征：模拟通信系统、数字通信系统（按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号）iv.按传输信号的复用方式：

1.频分复用：用频谱搬移的方法使不同信号占用不同频率范围 2.时分复用：用脉冲调制的方法使不同的信号占据不同的时间分区 3.码分复用：用一组正交的脉冲序列分别携带不同的信号 传统的模拟通信中都采用频分复用。随着数字通信的发展，时分复用通信系统的应用越来越广泛。码分复用主要应用于卫星通信系统中。

b)通信方式： i.按消息传递的方向和时间关系

单工：消息只能单方向传输

半双工：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发 全双工：通信双方可同时进行收发消息 ii.按数字信号排列的顺序分类

串行通信:数字序列以串行方式一个接一个在一条信道上传输，一般的远距离数字通信 并行通信：数字序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输

iii.按通信的网络方式分类

专线通信（点对点通信）：通信网的基础网通信

3.信息的度量和计算

a)消息出现概率越小，它所含的信息量越大；反之信息量越小，且当P（x）=1时，I=0 b)若干个互相独立事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量的和

c)等概率离散消息的度量：

消息是M进制，则该消息的每个波形出现的概率就变成为1/M.所传递的信息量就为

非等概率离散消息度量：

在非等概率的情况下，设离散信息源是一个由n个符号组成的集合，称符号集。符号集中的每一个符号xi在消息中是按一定概率P(xi)独立出现的，又设符号集中各符号出现的概率为x1, x2, …, xn P(x1), P(x2), …, P(xn)且，Σ P(xi)= 1则x1, x2, „, xn所包含的信息量分别为－log2P(x1), －log2P(x2), „, －log2P(xn)于是，每个符号所含信息量的统计平均值，即平均信息量为

H(x)= P(x1)[－log2P(x1)] + P(x2)[－log2P(x2)] + „ + P(xn)[－log2P(xn)]=-ΣP(xi)log2P(xn)(bit/符号)由于H与热力学中的熵形式相似，故又称为信息源的熵，共单位为bit/符号 例题：非等概率等概率

4.通信系统的性能指标涉及：

a)有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性和维护使用，其中通信的有效性与可靠性是其主要矛盾所在。b)有效性主要指:主要是指消息传输的“速度”，可靠性主要指消息传输的“质量”

Part 2 Practice Answer 1.数字通信有哪些特点？ ·传输的信号是“离散”或数字的 ·数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错原则上都是可以控制的 ·传输可以加密 ·由于数字通信传输的是一个接一个按节拍传送的数字信号单元（码元）因而接收端必须按与发送端相同的节拍接收 ·为了表达消息内容，基带信号都是按消息内容进行编组的（相当于文章要有标点符号）2.按消息的物理特征，通信系统如何分类？ · 电报通信 · 电话通信 · 数据通信

· 图像通信等系统

3.按调制方式，通信系统如何分类？

·基带传输（音频市内电话）和频带（调制）传输 4.按传输信息的特征，通信系统如何分类？ · 模拟通信和数字通信

5.按传送信息的复用方式，通信系统如何分类？ · 频分复用、时分复用、码分复用 6.通信方式如何确定的？

依据传输时是单向传输还是双向传输 或者不能同时双向但不同时候能双向传输

Chap 2无线通信

Part 1 Key Point 1.电波波段的划分及相应的传播特性

长波的传播特性：以表面波的方式传播，传播稳定性较好 中波的传播特性：以表面波和天波的方式传播

短波的传播特性：可用表面波、天波的方式传播，传播距离远

超短波、微波传播特性：只能用空间波、散射波和穿越电离层在外层空间的传播方式 a.长波：

传播特性：以表面波的方式传播，传播稳定性较好。缺点： 1）由于表面波衰减很慢，对其他的收信台干扰严重。2）天电干扰对长波的接收影响很大，特别是雷雨天气。

3）使用的发射机和天线一般体积庞大，但通信容量小，因此利用不广。利用：导弹、潜艇导航及地下、水下通信。b.中波: 传播特性 ：以表面波和天波的方式传播。对于波长2000～3000米的中长波，电离层对它的影响很小，电波可以获得稳定的场强。用于对飞机、舰船的导航通信。波长200～2000米的波段，电离层对它的吸收强烈，只能靠地表波传播。主要用于广播，称为广播波段。c.短波: 传播特性：可用表面波、天波的方式传播，传播距离远。

缺点：因表面波衰减快，天波传播距离远，会形成哑区（寂静区），通信容量小，通信质量不稳。

利用：是一种传统的远程和超远程通信方式。因设备简单，通信距离远，用于远距离的无线电通信和广播。d.超短波、微波

传播特性：只能用空间波、散射波和穿透电离层在外层空间的传播方式。缺点：接收信号随季节、昼夜和气象条件而有所变化。

利用：超短波由于频带较宽，广泛应用于电视、调频广播、雷达、导航通信等方面。微波频带更宽，用于多路通信，传输电视、电话、电报、高速数据等，以及地面至空间飞行器、空间飞行器之间或地球于外星球之间的通信、遥测、射电天文等。

2.大尺度路径损耗与小尺度衰落及多径效应

大尺度路径损耗包括反射，绕射，散射。

反射：电波在不同性质的介质交替处，会一部分发生反射，一部分通过 绕射：绕射使电波可绕物体表面传播

散射：实际移动无线环境中，接受的信号比单独绕射和反射模型预测的要强，这是因为当电波遇到粗糙表面时反射能量由于散射而散布于所有方向

小尺度衰落：指无线信号在经过短时间或短距离传播后，其幅度快速衰落，以至于大尺度路径损耗的影响可以忽略不计。

多径效应：指无线通信中，由于建筑、山脉、地面等物体对发射及发射出的电磁波的反射，使得接收机收到的信号包含有大量反射信号，这些反射信号通常称为多径信号。

3．无线通信的多址技术及各自特征

频分多址FDMA：是以不同的频率信道实现；指为每个用户指定了特定的信道，按要求分配给请求报务的用户，在呼叫和整个过程中，其他用户不能共享这一频段。

时分多址TDMA：是以不同时隙实现通讯；且每个时隙仅允许一个用户，要么接受要么发送。

码分多址CDMA：是以不同的代码序列来实现通信；它是扩频多址的一种，扩频多址可以抵抗多径干扰而增强多址功能。每个用户都有自己的伪随机码，而其他码字由于不相关而被认为是噪音

空间多址SDMA：是以不同方位信息实现多址通信。空间分址控制用户的空间辐射能量，如用定向波束来服务不同的用户。

Part 2 Practice Answer 1.简述电波波段的传播特性

长波的传播特性：以表面波的方式传播，传播稳定性较好 中波的传播特性：以表面波和天波的方式传播

短波的传播特性：可用表面波、天波的方式传播，传播距离远

2.简述无线通信系统设计需要注意哪些方面 频率复用 信道分配策略 切换策略 无线通信系统的干扰 中继和服务等级

频率复用：为了解决频率带宽有限的问题，必须对频率进行再利用，这称为频率利用。需要解决同频和邻频干扰等问题。

信道分配策略：分为固定分配策略和动态分配策略。其中固定分配策略是给小区分配一组预先确定好的信道，固定分配策略易遇到呼叫阻塞等问题，这时靠借用策略，即借用相邻小区的信道。动态分配策略是在每次呼叫请求来时，小区基站向移动交换中心请求一个信道。在通信结束后，这一信道又被归还，以便重复使用。

切换策略：当一个正在使用信道服务的移动平台从一个基站移动到另一个基站时，要求在服务不中断的情况下完成切换。因此，切换策略要优先于呼叫请求，同时必须指定一个最恰当的信号强度，避免产不不需要的切换。无线通信系统的干扰：需要解决同频干扰和邻频干扰问题。同频干扰可通过在物理上隔开一个最小距离来避免。邻频干扰可以通过精确滤波和信道分配来减小干扰

中继和服务等级：中继是指允许大量用户在一个小区内共享相对较小的信道，即从可用信道库中给每个用户按需分配信道。一旦服务结束，其占用的信道就立即回到可用信道库中。服务等级是用来测量在系统最忙的时间用户进入系统的能力，被用作某个中继系统的预定性能基准，定义为呼叫阻塞概率（表示为B，单位为Erlang），或是呼叫延迟时间大于特定排除时间的概率。

3.信道分配策略分哪几种，其不同点时什么

固定分配策略：固定分配信道，若所有信道被占用则呼叫阻塞，但也可以向相邻小区借用信道 动态分配策略：不固定分配信道，每次呼叫时，小区基站向移动交换中心请求一个信道

4.思考下快速移动和低速移动时，无线通信系统的切换策略需要考虑哪些因素

当一个正在使用信道服务的移动平台，从一个基站移动到另一个基站时，移动交换中心自动地将呼叫转移到新基站的信道上。一般情况下，切换策略都使切换请求优先于呼叫请求。尽可能让用户觉察不到。必须指定一个启动切换的最恰当信号强度，避免产生不需要的切换。实际切换时，需要注意到快速移动和低速移动不同，以减轻移动交换中心的负荷。基于上述原因，当用户快速移动时，可优先进行切换。而当用户低速移动时，可暂缓切换。

5.无线通信系统干扰主要来自哪些方面，如何降低干扰

同频干扰：频率复用意味着在一个给定的覆盖区域内，存在许多使用同一组频率的小区，即同频小区。同频小

区间的信号干扰称为同频干扰。

同频干扰不能通过增大发射功率来克服，因为这会干扰相邻同频小区，所以同频小区必须在物理层上隔开一个最小距离

邻频干扰：使用信号频率的相邻频率的信号干扰叫邻频干扰。

使用信号频率的相邻频率的信号干扰叫邻频干扰，该干扰是由于接受滤波器不理想造成的，可通过精确滤波和信道分配来减小干扰。即给小区分配信道频率时避免相邻，或给予分配的信道一定的频率间隔

降低功率来减小干扰

6．简述大尺度路径损耗和小尺度衰落及多径效应

大尺度路径损耗：一方面信号的反射、绕射、散射等现象使电波在传输过程中发生了能量损耗。另一方面，受

到建筑物、高山的阻挡也会造成阴影衰落。这两方面的影响是引发大尺度路径损耗的主要因

素。

小尺度路径损耗：简称衰落，指无线信号在经过短时间或短距离传播后，其幅度快速衰落，以至于大尺度路径

损耗的影响可以忽略不计。

7.简述无线通信多址技术 上述现象是由同一信号沿多个路径转播，以微小时间差到达接收机的信号的相互干涉引起的，也称为多径效应。频分多址：指为每个用户指定了特定的信道，按要求分配给请求报务的用户在呼叫的整个过程中，其他用户不能共享这一频段

时分多址：指把无线频谱按时隙划分，且每个时隙仅允许一个用户，要么接收，要么发送

码分多址：码分多址系统中，窄带信号被乘以叫作扩频信号的宽带信号。扩频信号是一个伪随机代码序列，此麻片速率比消息中的数据速率高若干个数量级。每个用户都有自己的伪随机码，而其他码字由于不相关而被认为是噪音。

空间分址：空间分址控制了用户的空间辐射能量，如用定向波束来服务不同的用户。

Chap 3近距离无线通信

Part 1 Key Point 1.近距离无线通信的分类及各自特点

低速近距离无线通信技术：

802.15.4：具备连接简单器件（传感器和激活器）的能力

802.15.4a:具备精确定位（精度1米以内）及跟踪支持等能力 高速近距离无线通信技术：

高速UWB，主要应用与无线个人网（WPAN）的超宽带技术，其目的是将电子设备间的物理连接替换为无线连接

2.无线局域网、蓝牙、ZigBee、RFID各自的特点及在物联网领域的应用

无线局域网：

优点：安装便捷、保用灵活、经济节约、易于扩展

应用：销售、物流、电力、服务、教育、证券、展厅、中小型办公室/家庭办公应用、企业办公楼间办公

蓝牙: 是一种低成本低速率近距离通信技术 特点：

工作在2.4GHz频带

采用高速跳频和时分多址的技术

采用权向纠错编码、ARQ（自动重复请求）、TDD（时分双工）和基带协议（速率1Mbps）

支持64kbps实时语音传输和数据传输

发射功率分别为1mW、2.5mW和100mW

使用全球统一48位设备识别码

出书距离为10-100cm,覆盖范围是相隔1MHz的79个通道

应用：移动电话和计算机等电子设备，汽车、医疗监护、智能住宅与办公室、小范围传感器网络

ZigBee: 优点：低功耗、端到端信息传输时延短、可靠数据传输、网络可拓展空间大、安全性较高、成本低、优良的网络拓扑能力

应用：家庭和楼宇自动化、医学、传感器、工业控制、农业、大型运输工具、道路交通安全

RFID: 优点: 快速扫描

体积小型化、形状多样化

抗污染能力和耐久性

可重复使用

穿透性和无屏障阅读

数据的记忆容量大

安全性高

应用：身份识别系统（身份证、通告证）、物流管理系统、商业交易系统

Part 2 Practice Answer 1.简述低速和高速近距离通信有什么异同与作用？

高速近距离无线通信技术：

高速UWB，主要应用于无线个人网（WPAN）的超宽带技术。其目的是将电子设备间的物理联线替换为无线连接。

例：数字化家庭网络，高速UWB的工作主要在IEEE 802.15.3a中进行，其数据率可以100Mbps以上。另一前景就是这样的个人终端可支持读取大量存放在服务器空间里的数据，也可利用本地设备随时构成一台属于自己的多媒体计算机。低速近距离无线通信技术：

802.15.4：具备连接简单器件（传感器和激活器）的能力。

802.15.4a：具备精确定位（精度1米以内）及跟踪支持等能力。例：适时跟踪公共汽车，以避免在烈日下等车。

2.简述无线局域网的构成和各自的功能

构成：接入设备（AP）、接入控制器（AC）、无线接入服务（AS）和各种无线网络终端

AP：将各个无线网络客户端连接在一起，实现大范围、多用户的无线接入

AC：将来自不同AP的数据进行汇聚并接入互联网，同时完成AP的配置管理、无限用户认证，管理及宽带、访问、切换、安全等控制功能。

AS：用于管理与控制无线局域网内提供。如IP电话、视频会议、电子邮件等。

3.简述无线局域网的网络结构及各自特点

无线网的网络结构：点对多、点对点、多对点、混合型等

点对点：常用与固定的要联网的两个位置间，优点是传输距离远、传输效率高、受外界影响小

点对多：常用于一个中心点。多个远端点的情况。最大的优点是组网成本低，维护简单，设备调试相对简单。缺点是使用全向天线，使用功率大大衰减，网速较低，对远端点的可靠性得不到保证。

混合型：适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点，还有建筑物或地形阻挡的点，远距离的点采用点对点方式，近距离的多个点采用点多方式，有阻挡的点采用中继方式。

4.什么是蓝牙技术？其特点是什么？

蓝牙技术是一种低成本、低功率、近距离通信技术，主要用于移动电话、个人数字助理（PDA）、无线了耳机、笔记本电脑、相关外设之间可通过蓝牙连接，进行无线信息的传输与交换。

蓝牙技术是由蓝牙联盟制定的，其标准如下： 工作在2.4GHz频带；

采用高速跳频和时分多址（每时隙为0.625μs）技术； 使用权向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议（速率1Mbps）； 支持64kbps实时语音传输和数据传输； 发射功率分别1mW、2.5mW和100mW； 使用全球统一48位设备识别码；

传输距离为10cm-100m，覆盖范围是相隔1MHz的79个通道。

5.简述ZigBee的协议层的构成及各自的功能 物理层（PHY Layer）：

收发信机状态控制，即激活（Activation）或者禁止（Deactivation）；

能量检测（ED：Energy Detection），指对当前信道接收信号功率的检测，其结果为高层的信道选择提供依据；

链路质量指标（Link Quality Indication，LQI），指接收数据包强度及质量的指标，通过测量接收机ED或估计SNR 或两者的结合获得，该指标可以作为量化网络性能的一个尺度；

空闲信道评估（CCA），用于在采用CSMA-CA接入信道过程中提供空闲信道信息；

信道频率选择；

数据发送及接收。媒体访问控制层（MAC Layer）：

实现帧结构、信标（beacon）的生成及同步；

实现PAN的关联（Association）与取消关联（Disassociation）机制；

用于支持自组织目的，可支持自动建立星状网，还允许自组织对等网；

支持设备安全加密；

提供三级安全性：无安全性方式、接入控制清单（ACL）、属于高级加密标准（AES）的对称密码；

CSMA-CA信道接入机制；

保障时隙（Guaranteed Time Slot，GTS）机制；

建立可靠链接。网络层（NWK Layer）：

网络层主要功能：

设备加入和离开网络；

基于每个帧提供安全机制；

路由、路由的发现和维护；

邻居节点设备的发现；

邻居节点设备的信息登记。应用层（Application Layer）：

应用层由应用支持子层（Application Support，APS）、ZigBee设备对象层（ZigBee Device Object，ZDO）和应用 框架（Application Framework，AF）构成。

6.简述RFID的网络架构及各自的功能

信息接入层：标签、阅读器及边缘节点，完成数据采集功能。

信息分析层：包括EvenSever，对上报的数据进行过滤，分析处理。对上的命令进行解析。信息传递层：可以是TCP/IP、NGN网络，或某种闭环网络。根据应用类型进行选择 业务应用层：包括网络管理服务器、AAA（鉴权、认证）、应用服务器、命令解析服务器、物品地址解析服务器及数据库等。

7.简述RFID标签的种类及各自的特点以及关键技术

被动式：没有内部供电电源，其内部集成电路用过收到的电磁波进行驱动。当标签接收到足够强度的讯号时，可以向读写器发出数据。价格低廉，体积小、无需电源。目前市场多以被动式为主。被动式射频标签受传播衰减影响，读取距离受限。

半被动式：在被动式上加上了一颗电池，反应速度更快。距离更远，效果更好。

主动式：具有内部电源能供应内部IC所需电源。拥有较长的读取距离和可容纳较大的内存容量，可以用来存储读取器所传送来的一些附加讯息。

Chap 4中远距离无线通信技术

Part 1 Key Point 1.微波通信系统的构成、通信方式及特点、衡量用性能指标

数字微波系统构成：用户终端、交换机、数字复用终端机、微波站 通信方式：一点对多点微波通信方式，是一种分布式无线通信 特点： 传输容量大

抗干扰性强，整个线路噪声不累积 保密性好

便于组成数字通信网 设备体积小、功耗低 容易穿越复杂地形 抗灾害能力强 性能指标：传输容量频带利用率传输质量

传输质量：位误码率：Pb=错误接受的比特数/信道传输的总比特数

码元误码率：PB=错误接受的码元数/信道传输的总码元数

2.短波通信的方式及特点

方式：

·利用频率为3-30MHz的电磁波进行无线电通信

·主要通过地波传播及天波传播 特点：

·通信距离远 ·短波信道拥挤 ·信道具有时变性

3.卫星通信系统的构成、通信方式及特点

构成：通信卫星地球站

·通信卫星：

天线系统：包括通信天线、遥测、指令天线（波束有全球覆盖、区域覆盖、点波束、多点波束等类型）

通信转发器：任务是把接收到的地球信号放大，并用变频器变换成下行频率信号，再发出

·地球站：

包括地球站到卫星和上行链路和卫星至地球站的下行链路

由于传输距离远，需要发出大功率的信号

同时地球接收站必须采用低噪音高增益放大器

需要具有自动跟踪和伺服系统

特点：

·通信距离远，覆盖面积大，不受地理条件限制 ·以广播方式工作，便于实现多址连接 ·信道稳定，通信质量高 ·机动性能好

4.WiMAX的系统构成及关键技术

WiMAX是一种高速无线数据传输网络标准，主要用于城市网络，采用IEEE802.16标准。构成：

传输单元：类似于一个移动电话的蜂窝单元，即把一定的地理范围划分为一个无线电波可覆盖的区域，区域间的重叠部分称为传输单元，用户设备可通过传输单元从一个区域过渡到另一个区域 主要设备：基站和用户设备

应用范围：支持移动、便携和固定服务 关键技术：

Part 2 Practice Answer

1.数字微波通信的特点是什么？

数字微波通信又分为PDH（准同步数字体系列）和SDH（同步数字系列）微波通信

特点：传输容量大；频带宽，一个信道可同时传输若干路数字信号；抗干扰性强，整个线路噪声不累积； 每次中继时会除掉干扰噪声；保密性强；数字信号易于加密；微波天线方向性好；便于组成数字通信网；设备体积小、功耗低；容易穿越复杂地形；抗灾害能力强。

2.如何评价微波通信和传输质量？

传输容量：

位传输速率Rb，即每秒传输的信息量，单位为bps 码元传输速率RB，即每秒传输的码元数，单位为Bd 频带利用量：

传输速率与所占信道频带的关系，公式为η = 信息传输率 / 频带宽度 b(s·Hz)传输质量：

位误码率：Pb = 错误接收的比特数信道 / 传输的总比特数

码元误码率：PB = 错误接收的码元数 / 信道传输的总码元数

3.同步数字体系是什么？简述其技术关键

SDH全称叫做同步数字传输体系（Synchronous Digital Hierarchy）,是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，采用了高速多态调制解调技术、自适应交叉极化干扰抵消（XPIC）技术、高线性功率放大器和自适应发射功率控制、自适应频域和时域均衡技术及智能天线、编码调制与前向纠错技术等关键技术。

4.什么是短波通信？简述短波通信的特点。

利用频率为3～30MHz的电磁波进行的无线电通信。主要通过地波传播和天波传播，由于地波信号沿地球表面进行传播，衰减较大，只能进行近距离传播。而天波信号依靠电离层反射来传播，可实现远距离传播。

特点：

通信距离远：通过天波传播的单跳反射最大可过3500km，多次反射可达数万公里。

短波信道拥挤：可用频率资源只有20MHz左右，且载频低、可用频带窄、容量小；信道具有时变性。

大气形成的电离层时高时低、多变化，且易受太阳黑子的影响，故不够稳定。

5.简述短波信号在电离层中的传播特性

多径延时差：短波通过多径传播到达接收端的时间有先后，最长和最短路径的延时之差称为多径延时差； 衰落：由于多径信号在接收端的叠加，使接收信号强度随机起伏，即信道产生衰落；

多普勒扩展和延时扩展：时变多径信道会对所传输的信号造成频谱上的扩展和信息符号时间上的扩展，前者称为多普勒扩展，后者称为延时扩展。

6.卫星通信系统由什么构成？简述各自的功能。

卫星通信系统由通信卫星、地球站、轨道与通信频段，以及监测管理系统构成。通信卫星由天线系统及通信转发器组成。

天线系统：包括通信天线、遥测-指令天线；波束有全球覆盖、区域覆盖、点波束、多点波束等类型。通信转发器：任务是把接收到的地球站信号放大，并用变频器换成下行频率信号，再发出。可细分为：

变频转发器：将输入信号直接放大后变频为下午频率；

处理转发器：将输入的数字信号，经微波放大和下变频后，变为中频信号；再进行解调和数据处

理，得到基带数字信号；然后再经调制，上变频到下午频率，经功放后发出。

轨道与通信频段：分别指卫星运行的地球轨道，和通信使用的频段。

监测管理系统：对卫星的轨道位置进行测量和控制，以保持预定轨道；前对所有通信卫星有效载荷（转发 器）的通信业务进行监测管理，以保持整个系统的安全、稳定运行。7.试比较WiMAX与Wi-Fi的优劣

传输范围：WiMAX可使用许可与公用频段，Wi-Fi使用公用频段，Wi-Fi的功率大约是WiMAX的1/百万； 传输速度：理论上WiMAX是324Mbps，Wi-Fi是300Mbps； 安全性：均使用WPA2标准的加密，安全性有保障；

移动性： WiMAX在支持移动接入时，需要牺牲传输速度和覆盖范围；Wi-Fi不支持两个基地间的切换； 网络对比： WiMAX主要基于许可频段的服务，与Wi-Fi竞争的可能性较小。

Chap 5移动通信网络

Part 1 Key Point 1.1G到4G蜂窝移动通信的不同点

第一代：模拟移动通信系统，只有语音通信 第二代：数字移动通信系统，可数据通信，可连接ISDN和非ISDN终端 第三代：宽带移动通信系统，可实现多媒体通信、移动互联网接入

第四代：新一代宽带移动通信系统，进一步提高了频谱的利用率，扩大了系统容量，统一了制式，提高了保密性能；提供更高速率的多媒体通信能力；逐步向IP交换过度

2.蜂窝移动通信系统的基本构成及特点

构成：

移动用户终端（MS）：移动用户使用的通信终端：1G只有语音通信；2G可数据通信，可连接ISDN和非ISDN终端；3G可实现多媒体通信、移动互联网接入

基站子系统（BSS）：由无线基站（BS）完成与移动用户终端的无线通信收发，并受移动交换中心控制

基站控制器（BSC）：对一个或多个基站进行控制

移动交换中心（MSC）：对区域内的无线收发设备（包括基站和移动台）进行控制和实现交换功能，提供移动通信系统与公用电话网（PSTN）间的接口

3.集群通信网络的构成及特点

构成： 基站（BS）：最基本的系统模块。由无线收发信道机（BTS）、基站控制器（BSC）、天馈系统和电源设备 控制交换中心（SCN）：监测和控制系统操作，可控制多个基站，一个基站也可被多个SCN控制 用户终端（SU）：用于在移动中或停留在某个地点进行通信的用户台，含移动终端（MS）和固定终端（LS）网络管理终端（CNM）：实现用户终端和基站的配置、故障诊断及业务管理 调度台：对移动台进行指挥、调度和管理。分为无线和有线

天馈设备：有高增益全向天线及收发信滤波器、隔离器等无源部件组成 特点：

1.是多个用户（部门、群体）共用一组无线电信道，并动态地使用这些信道的专用移动通信系统 2.采用多信道共用和动态分配信道技术，主要为团体用户提供指挥高度业务 3.具有频率利用率高，接通迅速，能实现群呼组呼等优点

4.语音通信采用PTT（Push to Talk）按键，被叫无须摘机；多以单工或半双工为主

4.三种典型的集群通信系统的比较

TETRA集群通信系统

①由欧洲电信标准研究所于1995年正式确定 ②基于数字时分复用（TDMA），提供了一系列开放接口、呼叫服务和协议 ③不仅提供了一对一全双工移动电话服务，还可提供短数据信息服务、分组数据服务及一对多群、组的调度功能 ④适用于公安、消防、急救中心、机场、港口、铁路、出租车和公共汽车调度、城市地铁、高速公路管理 ⑤每个25kHz载波内可容纳4个时分信道，同时支持4路语音或数字信号 ⑥具有语音和数字加密功能 IDEN集群通信系统

①1994年，由摩托罗拉推出的集语音和数字传输为一体的集群通信系统 ②采用TDMA技术，在25kHz信道上可同时传送6路数字信号 ③具有蜂窝无线电话、调度通信、无线寻呼及无线数据传输功能④语音编码采用矢量和激励线性预测编码技术（VSELP），提高了语音输出的质量，改善了覆盖边缘区的语音效果 ⑤目前使用范围遍及亚洲的日、韩、菲、新加坡、以色列和美洲的美国、加拿大、墨西哥、哥伦比亚、巴西、阿根廷和秘鲁等，用户已超过3000万 GoTa集群通信系统

①由我国的中兴公司自主推出的开放式集群通信系统 ②基于CDMA技术，具有容量大、覆盖面广、抗干扰能力强等特点 ③功能包括一对一私密呼叫、一对多群组呼叫、动态重组、强拆强插、迟后接入、呼叫显示、通话显示、呼叫前转；数据业务包括数据业务、消息类业务及定位业务 ④提供成熟的传统移动通信业务；实现集团虚拟专用网（VPN）

调查一下身边的蜂窝移动通信系统，从功能、结构和性能特点等方向进行相互比较。

Chap 6移动自组织网络

Part 1 Key Point 1.移动自组织网络的概念与特点

概念：

①移动自组织网络（Mobile Ad-hoc Network, MANET），属对等式多跳移动通信网络

②由一组无线移动节点组成，不依赖现有的基础设施，所需人工干预少，没有任何中心，且自组织、自愈 ③移动自组织网络可以通过无线连接构成任意的网络拓扑，且能独立工作，能与互联网或蜂窝移动通信系统连接

④自组织网络一般不适合于作为中间传输网络，只允许产生于或目的是网络内部节点的信息进出，而不让其他信息穿越本网络

⑤由于受传输范围影响，自组织网络往往要通过多个中间环节，又称为多跳无线网、自组织网络、无固定设施网络或对等网络 特点：

网络自组织性：在任意时间、地点搭建，自动探测网络拓扑信息，自动选择传输路由，自动控制通信 分布式控制方式：建立在对等节点之上，没有控制中心

网络拓扑的动态变化：移动节点间通过无线信道所形成的网络拓扑结构随相互干扰和地形变化等影响而变化

有限传输带宽：受信道竞争时的信号衰落、碰撞、阻塞、噪声干扰的影响，带宽变得更窄 多跳路由：由于节点覆盖范围有限，需要经中间节点转发

移动节点的计算性能有限：受CPU、内存和供电能力限制 安全性较差：数据信息易受窃听，网络易受攻击

存在单向无线信道：两个节点发射功率不同时，强的一方接收不支弱的一方的信号 生存时间较短：临时搭建的，随任务的完成而消失

供电问题突出：一般用电池供电，长时间工作需要解决电池问题 2.移动自组织网络的拓扑结构

原则：

网络中各节点可以直接或经过转接而相互连通

不允许存在不与其他节点相连的孤立节点

不允许存在一部分节点与另一部分节点不相连的情况 随机拓扑结构

所有的节点都具有收发信息的功能 所有的节点随机分布，并可动态变化

分群结构

所有节点都具有相同的功能，并能在预定的通信区域 内随机分布

若干个节点组成一个子群，每个子群内是单跳网 群首：子群中编号最小的节点

信关：为相邻子群的群首提供链路的节点，处于相邻子 群的重叠区域。若重叠部的节点多于1个，则编号小的 节点被指定为信关

普通节点：子群中不为群首和信关的其他节点 多个子群相互链接以覆盖整个区域

3.移动自组织网络的隐藏终端和暴露终端问题

隐藏终端：

节点ACB相连，但节点C相对于节点A为隐藏终端，当A向B发送信号时，可能会遇到节点C也在向B发送信号，造成节点B丢失双方信号

暴露终端：

节点ABCD为串联链路，节点B相对于节点C为暴露终端

当节点B向节点A发送CTS控制报文时，节点C认为自己可以向节点D发送CTS控制报文，但当节点反馈的CTS会与B发送的数据报文在节点C发送冲突，于是节点C无法和节点D成功握手

4.四类单播路由协议基本原理

表驱动路由协议：WRP、DSDV、OLSR 按需驱动路由协议：AODV、DSR 混合路由协议：ZRP、CBRP 基于定位的路由协议：LAR、GPSR（具体内容另外理解记忆）

Part 2 Practice Answer

1.什么是移动自组织网络？

通常是由一些公平对等的无线移动节点，按照一定的规则自动组建的网络 不需要固定基础设施就可以在节点间建立有效通信 网络节点的连接关系可以是动态的

适合于传感器网络、移动办公会议、个人局域网、智能家庭等领域

移动自组织网络可以通过无线连接构成任意的网络拓扑，且能独立工作，能与互联网或蜂窝移动通信系统连接；自组织网络一般不适合于作为中间传输网络，只允许产生于或目的是网络内部节点的信息进出，而不让其他信息穿越本网络；由于受传输范围影响，自组织网络往往要通过多个中间环节，又称为多跳无线网、自组织网络、无固定设施网络或对等网络。

2.简述移动自组织网络的特点？

网络的自组织性：在任意时间、地点搭建，自动探测网络拓扑信息，自动选择传输路由，自动控制通信 分布式控制方式：建立在对等节点之上，没有控制中心

网络拓扑的动态变化：移动节点间通过无线信道所形成的网络拓扑结构相互干扰和地形变化等影响而变化 有限传输宽带：受信道竞争时的信号衰落、碰撞、阻塞、噪声干扰的影响，带宽变得更窄 多跳路由：由于节点覆盖范围有限，需要经中间节点转发 移动节点的计算性能有限：受CPU、内存和供电能力限制 安全性能较差：数据信息易受窃听，网络易受攻击

存在单向无线信道：两个节点发射功率不同时，强的一方接收弱的一方的信号 生存时间较短：临时搭建的，随任务的完成而消失

供电问题突出：一般用电池供电，长时间工作需要解决电池问题

3.简述移动自组织网络的拓扑及特点？

网络中各节点可以直接或经过转接而相互连通 不允许存在不与其他节点相连的孤立节点

不允许存在一部分节点与另一部分节点不相连的情况

随机拓扑结构：所有的节点都具有收发信息的功能；所有的节点随机分布，并可动态变化。

分群结构：所有节点都具有相国的功能，并能在预定的通信区域内随机分布。若干个节点组成一个子群，每个子群内是单跳网；

群首：子群中编号最小的节点；

信关：为相邻子群的群首提供链路的节点，处于相邻子群的重叠区域。若重叠部的节点多于1个，则编号小的节点被指定为信关；

普通节点：子群中不为群首和信关的其他节点。多个子群相互链接以覆盖整个区域。

4.什么是移动自组织网络的隐藏终端和暴露终端问题？

隐藏终端：

节点ACB相连，但节点C相对于节点A为隐藏终端，当A向B发送信号时，可能会遇到节点C也在向B发送信号，造成节点B丢失双方信号

暴露终端：

节点ABCD为串联链路，节点B相对于节点C为暴露终端

当节点B向节点A发送CTS控制报文时，节点C认为自己可以向节点D发送CTS控制报文，但当节点反馈的CTS会与B发送的数据报文在节点C发送冲突，于是节点C无法和节点D成功握手

5.简述移动自组织网络的路由协议的分类及区别

表驱动路由协议：WRP、DSDV、OLSR 按需驱动路由协议：AODV、DSR 混合路由协议：ZRP、CBRP 基于定位的路由协议：LAR、GPSR（具体内容另外理解记忆）

移动自组织网络的路由问题较固定网络复杂，需要满足下述要求：节点自由移动、信号衰减、有限带宽、信号干扰；要求路由协议必须采用分布式操作；尽量支持单向链路；避免出现路由环路。因此其路由协议有如下选择。

表驱动路由协议：新节点加入时更新快；有先驱节点记录，可避免路由环路。但信息表过多，加重节点负

担，且不允许节点睡眠，耗电量加大，占用网络带宽。

按需驱动路由协议：当向目的节点发送封包时，原节点才在网络中发起路由查找过程，找到相应的路由。虽可提供最新和最短跳数路由，但建立路由时开销较大。

混合路由协议：一种混合路由协议，综合了先应式路由协议和反应式路由协议。每个节点的区域内部使用路由表，在区域外部使用路由发现程序，利用区域的本地路由信息来获取路由。基于定位的路由协议：一种典型的利用地理位置信息的路由协议。中间节点收到路由查询报文后，判断自己是否在上一节点的寻找区域内，如果在则转发，不在则丢弃。由于利用位置信息限制路由查询报文的洪泛范围，路由开销较小。

6.简述移动自组织网络的QoS保障技术

QoS体系结构

传统的互联网QoS技术不再适用于移动自组织网络

新要求：业务区分能力，提供定性的QoS支持；开销小，对节点存储和处理能力要求低；分布式实施；自适应能力

QoS信令

RSVP（资源预留协议）是互联网中相当成熟和标准化的QoS信令协议，其移动性的扩展主要集中在为蜂窝网络提供QoS，解决小区的平滑切换和重路由。要求以少的信令开销迅速建立流预约；在拓扑发生变化时能维护活跃的流

QoS路由

移动自组织的QoS路由刚起步，其自身的特点使蜂窝网络等QoS路由不能简单套用：移动自组织网络的拓扑性使节点间链路状态的获取与维护变得困难；多约束的QoS路由选择更困难；单向信道的存在使QoS路由协议设计更困难基于共享机制的信道造访易造成信道阻塞；自身特性决定其QoS路由协议不能太复杂 QoS MAC协议

需要设计MAC QoS协议来高效地调度分组和使用带宽，及时响应网络拓扑的变化；在不影响其他节点的的前提下实现自身的QoS要求

Chap 7电信网络

Part 1 Key Point 1.AMPS和ETACS的系统概述和呼叫处理

概述：

①在无线传输中采用了频率调制

②每个无线信道实际由一对单工信道组成，彼此分隔45MHz ③需要建立高塔来支撑接收和发射天线，发射天线功率通常为数百瓦

④每个基站由控制信道发射器和接收器，以及8个以上FM双工语音信道组成（商用基站可达57个语音信道）

呼叫处理：

2.GSM系统的体系结构、信道分类及各自特点、帧结构及信号处理 体系结构：

基站子系统（BSS）：提供并管理移动台和移动业务交换中心之间的无线传输通道。每个BSS包括多个基站控制器（BSC），BSC经由MSC将MS连接到NSS 网络子系统（NSS）：NSS管理着系统的交换功能，允许系统工种师对GSM的所有方面进行监视、诊断和检修。该子系统与其他GSM子系统内部相连，仅提供给负责网络业务设备的GSM运营方

操作支持子系统（OSS）信道分类：

1）业务信道（TCH）：数字化的用户编码语音或用户数据，在前向链路和反向 链路上具有相同的功能和格式 业务信道又分为：

（1、全速率TCH：用户数据包含在每帧的一个时隙内

（2、半速率TCH：用户的数据映射到相同的时隙上，但是在交替帧内发送 2）控制信道（CCH）：在基站和移动站之间传输信令和同步指令 控制信道又分为：（1、广播信道（BCH）

在每个小区 中指定的ARFCH前向链路上运行，仅在某些GSM帧的第一时隙发送数据，只使用前向链路

广播控制信道（BCCH）：广播小区和网络识别、小区运行特征（控制信道结构、利用率和阻塞）、信道列表等消息。一个控制复帧的第二帧到5帧为BCCH数据

频率校正信道FCCH）：是一个特定的数据突发序列，占用第一个GSM帧的TS 0，在控 制信道复帧中每10帧重复一次，用于同步用户内部频率与基站的频率

同步信道SCH）：出现在FCCH帧后的帧中的TS 0内，当允许移动台与基站进行帧同步 时，SCH用来识别服务基站（2、公共控制信道（CCCH）

在广播信道的ARFCN上，每个没有被BCH或空闲帧使用的GSM帧的TS 0被公共控制信道占用

寻呼信道PCH）：从基站向小区内移动台提供寻呼信号，通知指定的移动台接收发自PSTN 的呼叫，也可提供小区广播的ASCII文本消息

随机接入信道RACH）：是一个反向链路信道，用来让用户接收来自PCH的寻呼，也可 用 来使移动台发出一个呼叫

接入认可信道AGCH）：被基站用来向移动台提供前向链路通信，载有使移动台在特定 物理信道中运行的数据

（3、专用控制信道（DCCH）

为双向信道，用于提供用户所需的信令服务

独立专用控制信道SDCCH）：载有信令业务数据，这些数据在移动台与基站相连后，基 站分配TCH之前，被认为是一个中间的、暂时信道，用来接收BCH新完成的呼叫

慢速辅助控制信道SACCH）：在前向链路上用来向移动台发送慢速但规则变化的控制信 息；在反向链路上载有接收信号长度、TCH的质量以及邻近小区的BCH测量结果

快速辅助控制信道FACCH）：载有紧急信息（如切换要求）

帧结构：（大概看下就行）

信号处理：（需要理解）

3.CDMA的信道特点

1）码分多址（CDMA）较TDMA和FDMA具有一些优越性，与被广泛使用的一些蜂窝系统的频带兼容，可较经济地生产出用于双模式运行的移动台和基站

2）通话小区内用户使用相同的无线信道，邻近小区内的用户也可使用相同的无线信道 3）完全取消对频率规划的要求

4.DECT和PACS的体系结构

DECT体系结构：

1）与ISDN相似，但不同于AMPS和GSM等蜂窝标准，是为无线本地环路或城市区域接入而设计的 2）根据便携台接收的信号来动态分配信道，只提供普通速度的越区切换 3）物理层：采用FDMA/TDMA/TDD无线传输方式 4）媒体接入控制层（MAC）：包括一个寻呼信道和一个控制信道 5）数据链路控制层（DLC）：负责向网络层提供可靠的数据链路，并对每个用户将逻辑物理信道划分成时隙，同时对时隙提供格式化的纠错检错。

6）网络层：即DECT的主要信令层，提供呼叫控制、电话交换业务，及面向连接的消息业务和移动性管理。

PACS的体系结构： 1）用户单元（SU）：可是固定部分也可是便携部分 2）无线接口（RP）：连接到无线端口的控制单元RPCU 3）接入管理（AM）：其中接口A是空中接口，提供SU 和RP的联接；接口P提供通过RP连接SU和RPCU所要求的协议，且接口P通过一个嵌入操作信道（EOC）来连接RPCU及BP

Part 2 Practice Answer 1.下列说法哪个对GSM来讲是不正确的？

a.上行链路和下行链路信道频率间隔为45MHz。b.一个时隙中有8个用户。

c.GSM调制器的蜂值频移是GSM数据速率的整数倍。

d.GSM采用了恒包络调制

2.GSM系统中，每个小区能提供多少个全速率物理频道？

GSM均使用专为系统保留的两个25MHz的频段，即前向链路和反向链路。前向与反向有效频段被划分为200kHz宽的信道，该信道以绝对无线频率信道号标志（ARFCN），一个信道号代表一对前向、反向信道，两者间隙为45MHz，且每个信道在8个TDMA用户里是时间共享的。

则，一个链路被可被分为信息数：25MHz / 200kHz = 125 由于每个信道在8个TDMA用户里是时间共享的，所以全速率物理频道数为：125 * 8 = 1000 3.下列AMPS信道中，哪个是空白-突发信道？

A.慢速辅助控制信道（SACCH）

B.反向语音信道（RVC）

C.寻呼信道（PC）

D.广播控制信道（BCCH）

E.快速辅助控制信道（FACCH）

4.在DECT系统上用户传输数据的最大速率是多少？

kbps

5.对每一个DETC系统，在室外有明显多径影响的环境中，可能会出现什么情况？解释你的答案，并给出定性分析。

6.下面哪个系统是基于微小区结构的。选择一项：

A.CDMA

B.IS-95

C.USDC

D.GSM

E.DECT Chap 8 异构网络协调通信 Part 1 Key Point 1.异构网络的特征及研究发展趋势 特征：

1）异构网络是一种由不同类型的网络协议或不同的接入技术所组成的混合型网络系统 2）异构网络可由不同制造商生产的网络设备和系统组成 3）异构网络中的不同类型的网络通过路由器连接

4）构建异构网络时，不应该修改现有的网络协议 异构网络之间的协作和融合是研究发展的趋势。

2.软件无线电技术

无线网络的异构性体现在底层物理技术方面的空中接口差异性 软件无线电是一种基于数字信号处理(DSP)芯片，以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。宽带/多频段天线、A/D/A转换器件、DSP（数字信号处理器）技术及实时操作系统是软件无线电的关键技术。软件无线电（Software Defined Radio,简称SDR），就是采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能：包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。

3.认知无线电技术

1）1999年，由瑞典的一位学者提出，作为软件无线电的发展，认知无线电继承了软件无线电的开放性、标准化和模块化思路，可以智能感知周围的无线电环境特征

2）认知无线电可通过智能感知，动态地检测和有效地利用空闲频谱，并能根据一定的学习和决策算法，自适应地改变系统工作参数

3）可根据不同网络的空中接口，实时调整自身参数与之适配，因而不需改变现有网络的结构及协议

Part 2 Practice Answer 1.简述何为异构网络

异构网络是一种由不同类型的网络协议或不同的接入技术所组成的混合型网络系统 异构网络可由不同制造商生产的网络设备和系统组成 异构网络中的不同类型的网络通过路由器连接 构建异构网络时，不应该修改现有的网络协议

2.简述异构网络面临哪些问题

异构网络融合的参考模型或体系结构 异构网络的泛在移动性管理 异构无线网络的空中接口互连 异构网络的联合无线资源管理 异构网络的服务质量（QoS）管理

3.寻找一个身边与异构网络相关的事例，说明其具备哪些异构网络的特征，还有哪些方面的问题需要解决。

通信原理基础知识总结 篇2

当前, 很多高校的通信专业和计算机相关专业都开设有《通信原理基础》课程, 它是通信相关专业学生的一门重要专业基础课程。尤其是计算机网络技术和现代通信技术的协调发展, 学科界限不断融合。使得课程所属专业和教学内容都发生了较大的变化。为了更好的适应现代化计算机专业教育的市场的需求, 更好的适应学校目标教学定位。国内很多高等学校的计算机专业都开设《通信原理基础》课程, 笔者所在学校的计算机工科专业和网络工程专业都开设了该课程。本文针对计算机专业的特点和多年的教学积累, 对在计算机专业的通信原理基础课程教学中的教学内容安排和教学手段方法进行深入的探索和分析。

2 通信原理基础课程特点

《通信原理基础》课程内容涉及随机过程、信号与噪声、调制技术、差错控制编码等内容。具有数学公式、概念相对抽象、理论性比较强等特点, 使得学生在学习中容易产生厌学情绪, 教师在教学中调动学生学习积极性的难度无形中增加了。教学和学习效果不理想的现象时有发生。甚至出现了学生和老师探讨开设课程的必要性的争论, 有学生认为是在浪费时间, 思想上得不到高度重视。

3 计算机专业通信原理基础课程教学内容安排

3.1 针对本专业合理选择教学内容范畴

随着数字通信技术的发展和广泛应用, 信息的加工、传输及数据通信的基本原理在现代生活中越来越重要。而且《计算机网络原理》作为计算机专业、尤其是网络工程专业的核心课程, 涉及差错控制、同步技术、多路复用等内容是以《通信原理基础》课程内容为基础的, 如何合理利用《通信原理基础》教学内容作为过渡, 自然应用到对《计算机网络》课程知识的教学, 对计算机专业的学生来说更容易接受和理解。同时通过对《计算机网络原理》教学内容中的网络层次协议内容介绍, 可以让同学们真正的通信原理相关教学内容和计算机网络紧密结合, 形成体系, 达到学以致用的效果。

3.2 根据专业特点安排教学内容层次

对于计算机专业的通信原理基础课程应着重在基础层次进行讲解, 通过概念上的理解进而让学生对通信基本理论进行了解并能在具体应用中体现出来。而对于大量复杂的数学推导应淡化, 因为毕竟不是通信专业的学生, 也仅仅是本科层次, 过分复杂的数学推导不但会加重学生学习负担, 也会影响学生在本专业领域上的精力投入, 甚至会使学生有学习压力导致对专业学习失去兴趣。针对我校具体情况和多年的教学经验, 在计算机专业学生的通信原理基础教学中应主要讲授信息及其度量模型, 数字通信和模拟通信系统的组成与区别, 信道的定义以及恒参信道和随参信道的传输特性。现代数字调制解调技术, 复用和数字复接技术。在整体教学上应着重基本概念的学习, 并注重感性的认识和理解, 充分利用现代化的教学手段, 如多媒体技术, 动画, 专业的仿真软件等直观的把抽象的概念形象的表现出来。

3.3 注意新内容的适当引入

在授课过程中还要将现今通信发展的最新技术与所讲内容联系起来, 增加同学们学习的兴趣。例如, 互联网工程作为新兴专业, 涉及到的关键技术TCP/IP、3G/4G、蜂窝网络等都属于通信技术范畴。由于差错控制编码在计算机网络通信中的重要性, 所以要加大差错控制内容的教学, 不局限于传统的循环码和卷积码等常用编码, 要引导学生对新型的编码技术进行自行查阅资料, 激发学生的学习动力和创新能力培养。在涉及GSM通信系统内容时, 要过渡到4G无线通信技术。甚至对下一代通信技术进行大胆的预测和分析。

4 教学方法

4.1 引导与情感式教学

在课堂上适当的谈论一些与同学们日常生活密切相关或者感兴趣的问题, 例如, 每个人生活中都离不开手机, 手机是干什么的?我们平时拿来做什么, 打电话、发短信是传统的应用。而微信、支付宝等应用是较新的应用。哪么这些应用的背后是什么在起着关键的作用呢?既有计算机APP技术的成熟, 更有快速无线通信技术的提升。这样自然把学生的专业和课程联系到一起, 激发了学生的学习情感。同时, 也引导学生对专业的认知度, 并对考研深入学习产生广泛兴趣, 达到激励学生考研的目的。并告知学生本课程在今后的就业、考研中的重要地位, 引起学生重视。

4.2 案例教学

案例教学作为一种传统的教学手段, 大家并不陌生, 但在应用中如何有效运用呢?案例教学法的特点是可以引导学生独立思考。它不是告诉你怎么做, 而是要通过自己的思考和判断得出一个结论。这不仅有利于学生创新能力的培养, 适应当前国家注重大学生创新创业能力培养的大环境。同时, 案例教学的有效利用, 还可以增加教师和学生的交流与沟通。突破了老师讲, 学生听的传统教学模式, 及时了解学生掌握情况, 随时进行个别辅导和培养。案例教学, 学生从案例入手, 主动出击, 变被动为主动。先进行了分析和思考, 消化了部分内容。并能够依据理论知识提出问题, 提升了学生的独立思考能力。例如对通信系统基本概念的教学内容, 先引入古代旌旗、烽火台的故事, 从而让学生分析现代社会的通信消息和特点。并从电通信的方式引入信号的概念, 进而把数据、信号、消息和信息的概念结合到一起。达到举一反三、融会贯通的教学效果。

4.3 换位思考

当前是知识爆炸的时代, 在日常教学中, 为让学生能够在最短的时间内接受更多的知识, 要注意与学生的思维对接。从通信的角度讲就是总线接口匹配问题。只有接口匹配了, 才能实现数据的接收即完成信息的传递。同时, 还要注意有效接收问题, 教师备课时, 要根据部分章节的内容, 分析学生在学习中可能出现的困难。要学会换位思考, 把以主动教、被动学, 转变为主动学, 被动教。把教师的主体地位转变为以学生为主体, 学生困惑在哪里, 教师就解惑于哪里。可以采取把学生分成学习小组的形式, 各小组即是学习的小团队, 在小组长的带领下, 发挥团队力量解决相对容易的问题。又是竞争对手, 争相竞赛, 促进自助学习。教师的作用是引导大家怎么学, 设计有效的教学方法。

4.4 比喻引证

尽管已经淡化了通信原理基础课程涉及的数学公式的推导, 但课程特点决定了不可避免的出现一些理解起来很困难的概念和术语。如果就事论事, 单刀直入, 学生往往不愿意接受。如果能结合日常生活和专业背景, 用通俗易懂的案例来比喻引证, 则可达到事半功倍的效果。笔者在教学中经常举这样的例子:在讲解半双工通信、全双工通信和单工通信方式时。把课堂的环境和知识点紧密联系起来。告诉学生传统的教学过程应该是单工通信, 即教师讲 (信源) , 学生听 (信宿) , 传输是单项的, 学生不能作为信源发送信息。而如果是讨论课, 教师和学生交替发言, 这就是半双工通信。那么什么是全双工通信, 可以比喻为学生不认真听讲, 老师前边讲, 学生下边说, 同时进行。这既讲清楚了通信方式的概念, 也在愉快的氛围中提示了不认真听讲的同学。

4.5 多媒体与板书的有效结合

在教学中, 多媒体课件具有动静搭配、图文并茂、声像结合的表现形式, 能够使得传统的课堂变得不再呆板, 从而更能吸引学生的注意力。但如果过分的依赖或者完全的多媒体课件, 则会产生相反的效果。要注意把板书教学和多媒体课件紧密结合。不能一味的按照课件的思路和流程进行教学, 不能过渡的使用、完全的依赖, 这样不仅不会给课堂增色, 反而使授课质量下降。因此在“通信原理基础”课程的教学中, 把一些不便板书的内容制作进去, 比如波形的变化, 如果通过现代化的多媒体技术把前后的变化动态的表现出来, 则学生很容易理解和掌握, 这就是好的运用。而对一些关键概念的解释说明, 需要同学们加以记忆, 或者是一些必要的例题等就不适合制作到课件中, 而应留给教师在课堂上以传统的教学方式配合板书进行讲解。这样学生才能跟上老师的思路, 理解性的学习。

5 结语

在计算机专业的通信原理基础课程教学中, 针对具体的授课对象适当调整教学内容, 将计算机类专业课和通信原理的相关理论知识相结合, 并注重自学与教学相结合, 就可以提高学生的学习兴趣, 更好的理解通信原理的基本理论。通过探索多种教学手段的综合运用, 提高教学效果。并锻炼学生的动手思考和创新能力, 为以后的学习打下良好的基础, 达到教学改革的目的。

摘要：本文从计算机专业“通信原理基础”课程特点分析入手, 针对计算机专业的专业特征来探讨如何安排教学内容。有针对性的提出了具体的教学思路和教学手段, 旨在设计适合计算机专业特点的教学模式。

关键词：计算机专业,通信原理,教学模式

参考文献

[1]刘晓兰, 赵生慧, 刘进军.《通信原理》在计算机专业中的教学探索[J].巢湖学院学报, 2012, (14) :125-129.

[2]朱向庆, 曾辉, 陈志雄.通信原理基础课程教学改革的探索与实践[J].黑龙江教育.2011, (1) 86-87.

通信原理数字通信系统总结性复习 篇3

通信系统分为基带和频带传输两类。

数字基带通信系统模型

高速数字通信系统模型

一、A/D转换：

作用：完成模拟信号到数字信号的转换； 过程：采样、量化、编码

方法：PCM脉冲编码、增量调制（△M）、差分脉冲编码调制（DPCM）、自适应差分脉冲编码

调制ADPCM1、A律13折线（PCM脉冲编码）：采用8bit量化，1bit极性码，3bit段落码，4bit段内

码，具体例子见习题答案。

2、增量调制（△M）：对前后样值的变化进行编码：增大编为1，减小编为0，只用一位

编码。

a)避免过载的方法：一是增大Δ，二是减小Δt；

b)增量调制一般采用的数据率为32Kbps或16Kbps；

3、PCM与△M的比较：

a)在比特率较低（低于40Kbps）时，增量调制的量化信噪比高于PCM，话音质量

比PCM的好，增量调制抗误码性能好，可用于比特误码率为10-2～10-3的信道，而PCM要求10-4～10-6

b)增量调制通常采用单纯的比较器和积分器作为编译码器，结构和设备较PCM简

单。

4、差分脉冲编码调制（DPCM）：对信号的抽样值与信号的预测值的差值进行量化、编码，其编码可采用N位二进制码。

5、自适应差分脉冲编码调制ADPCM：与DPCM相比，自适应的量化取代固定量化

二、信源编码：

作用：产生适合于信道传输的信号，提高系统有效性；

信源分类：语音信号和图像信号

语音压缩编码：

1、基本的语音编码方法：波形编码、参量编码和混合编码

2、应用举例：移动通信中多采用混合编码方式，如飞利浦的AMR-WB宽带自适应多速率语音

编码方法：语音带宽范围：50－7000Hz，16KHz抽样，6.6 Kbps~23.85 Kbps，应用领域：GSM、3G及其他

图像编码：

1、图像可压缩的原因:(1)图像信号中存在着大量的冗余度;(2)人眼的视觉特性，对高频信

息的感受度低.2、基本的图像压缩编码方法：

i.JPEG（Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组）:静止图像编码标准 ii.MPEG（Moving Picture Experts Group，活动图像专家组）-1：存储介质图像编码

标准

iii.MPEG-2：一般视频编码标准

iv.MPEG-4：多媒体通信编码标准

v.H.261（ITU-T 制定）:会议电视图像编码标准

vi.H.263：极低码速率的编码标准

3、H.261与MPEG-1比较：H.261编码后的数据流速率更低，总体上图象质量略逊于MPEG-1，它适合在网或网上传输运动的图象

三、码型编码：

目的：选择适合于信道传输特性的码型。

基本的常用码型及特点：

NRZ码：无定时

归零码：可提供定时信息

双极性码：减少直流分量，判决电平为“0”

HDB3码：用在复接设备中，如PCM30/

32一、二、三次群中

编码步骤：

1）1→+B、-B

2)经过奇数个B的0000 →000V，经过偶数个B的0000 →B00V，V与前面的B极性一致

差分编码：用在DPSK调制中，传号差分码规则：“1”变，“0”不变

具体编码实例见书p87，说明其中的差分编码参考码为“1”

四、信道编码：

作用：纠检错，提高可靠性基本分类：ARQ（检错重传）、FEC（前向检错）、HEC（混合差错控制）

常见编码方法：奇偶编码、CRC循环冗余校验，具体见作业。

CRC循环冗余编码步骤：

1）生成码：由生成多项式得生成码

2）监督码：信息码补r个0对生成码求r位余数（不足r位，前面补0，r=n-k）

3）循环码：信息码+监督码

五、其他眼图的特点：评价系统性能的基本方法，噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。

加密：

1.作用：加密；去除长的连零，有利于提取定时

2.基本方法：用移位寄存器的产生的m序列与信息序列模2加。具体见作业。

交织：

1、作用：与信道编码结合，检查或纠正突发性错误

2、基本思想：分散集中型错误，使其在检错或纠错范围内

六、复用、多址与复接：

复用目的：实现信道共享，提高信道的利用率；

多址目的：实现信道共享，区分终端（如地球站、基站或手机）

基本方法及应用

FDM：GSM系统200kHz/频带

TDM：PDH的PCM30/32路一次群

TDMA：GSM系统8时隙/载频

CDMA：3G（第三代移动通信）中区分小区和移动台

复接：在多路复用的基础上在时域上进一步“复用”。

复接存在的原因：电子元器件精度限制

PDH系统：正码速按位准同步复接

SDH系统：按字节的同步复接

七、调制：

实质：实现频谱搬移

目的：改善系统性能，可以实现频分复用

基本的调制方式：ASK、FSK、PSK、DPSK

(G)MSK：最小移频键控，用在GSM系统中

QPSK、QAM：用在3G移动通信系统中

八、同步：收发双方在时间上步调一致

同步获取的基本方法：自同步（滤波法）和外同步（插入法）

位同步：

NRZ获得同步的方法：编成RZ码，在0频处插入同步信号，或采用滤波法

滤波法的基本思想：大量信息工程系中总存在着“0”“1”的交替变化，此部分即为高频分量，将其滤出，既为位同步。

帧同步：一般采用集中插入的方法，如PCM30/32次群采用“集中插入”（TS0=“0011011”）载波同步：相干解调中需要载波同步，基本方法：平方变换法、平方环、科斯塔斯环

在“平方变换法”得到的PSK载波，因为存在2分频所以存在倒Π现象；

科斯塔斯环法：不存在倍频，直接得到载波，适于应用在高频电路中

网同步：数字通信系统中，为保证通信网中任意各站能够进行通信，需要有统一的时钟 我国SDH系统采用“分区等级主从同步”，PDH采用准同步方法。

英文缩写：

ASK：幅移键控、FSKPSKDPSKQPSKQAMGMSK

A/DPCM△MDPCMADPCM

FDMFDMATDMTDMACDM CDMAFDD

SDH：

STM-N ：同步传输模块n级

PDH

ARQ、FEC、HEC

利用以上知识点理解下列系统参数

935.5KHZ935.3KHZ935.1KHZ

双工方式：频分双工

上下行频率间隔：

工作带宽:

复用方式：频道间隔

多址方式： 时分多址

双工方式：

机械原理知识点归纳总结 篇4

基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。

第二章平面机构的结构分析

机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。

1.机构运动简图的绘制

机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。

为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。

2.运动链成为机构的条件

判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。

运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。

机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。

机构自由度计算是本章学习的重点。

准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。

(1)复合铰链

复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。正确处理方法： k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。

(2)局部自由度

局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。

正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。

(3)虚约束

虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。

正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。

虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。

3.机构的组成原理与结构分析

机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。

第三章平面机构的运动分析

1．基本概念：速度瞬心、绝对速度瞬心和相对速度瞬心（数目、位置的确定），以及“三心定理”。

2．瞬心法在简单机构运动分析上的应用。

3．同一构件上两点的速度之间及加速度之间矢量方程式、组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上速度之间和加速度的矢量方程式，在什么条件下，可用相对运动图解法求解？

4．“速度影像”和“加速度影像”的应用条件。

5． 构件的角速度和角加速度的大小和方向的确定以及构件上某点法向加速度的大小和方向的确定。

6．哥氏加速度出现的条件、大小的计算和方向的确定。

第四章平面机构的力分析

1．基本概念： “静力分析”、“动力分析”及“动态静力分析”、“平衡力”或“平衡力矩”、“摩擦角”、“摩擦锥”、“当量摩擦系数”和“当量摩擦角”（引入的意义）、“摩擦圆”。

2．各种构件的惯性力的确定： ①作平面移动的构件； ②绕通过质心轴转动的构件； ③绕不通过质心的轴转动的构件； ④作平面复合运动的构件。

3．机构的动态静力分析的方法和步骤。

4．总反力方向的确定：

根据两构件之间的相对运动(或相对运动的趋势)方向，正确地确定总反力的作用方向是本章的难点之一。移动副（斜面摩擦、槽面摩擦）：总反力Rxy总是与相对速度vyx 之间呈90°+φ的钝角； 斜面摩擦问题的分析方法是本章的重点之一。

槽面摩擦问题可通过引入当量摩擦系数及当量摩擦角的概念，将其简化为平面摩擦问题。运动副元素的几何形状不同，引入的当量摩擦系数也不同，由此使得运动副元素之间的摩擦力不同。

转动副：总反力Rxy总是与摩擦圆相切。它对铰链中心所形成的摩擦力矩Mfxy=Rxy·ρ。方向与相对角速度ωyx的方向相反。Rxy的确切方向需从该构件的力平衡条件中得到。

第五章 机械的效率和自锁

1．基本概念： “自锁”。

2．“机构效率”和“损失系数”以及具体机构效率的计算方法。

3.“自锁”与“不动”这两个概念有何区别？“不动”的机构是否一定“自锁”？机构发生自锁是否一定“不动”？为什么？

4.自锁现象及自锁条件的判定

无论驱动力多大，机械都无法运动的现象称为机械的自锁。其原因是由于机械中存在摩擦力，且驱动力作用在某一范围内。

一个自锁机构，只是对于满足自锁条件的驱动力在一定运动方向上的自锁；而对于其他外力，或在其他运动方向上则不一定自锁。因此，在谈到自锁时，一定要说明是对哪个力，在哪个方向上自锁。

自锁条件可用以下3种方法求得：

（1）对移动副，驱动力位于摩擦角之内；对转动副，驱动力位于摩擦圆之内。

(2)令工作阻力小于零来求解。采用图解解析法或解析

法求出工作阻力与主动力的数学表达式，然后再令工作阻力小于零，即可求出机构的自锁条件。

(3)利用机械效率计算式求解，即令η<0。

第六章 机械的平衡

本章的重点是刚性转子的平衡设计。1.刚性转子的平衡设计

根据直径D与轴向宽度b之比的不同，刚性转子可分为两类：

(1)当b / D≤0.2时，可以将转子上各个偏心质量近似地看作分布在同一回转平面内，其惯性力的平衡问题实质上是一个平面汇交力系的平衡问题。

(2)当b / D >0.2时，转子的轴向宽度较大，首先应在转子上选定两个可添加平衡质量的、且与离心惯性力平行的平面作为平衡平面，然后运用平行力系分解的原理将各偏心质量所产生的离心惯性力分解到这两个平衡平面上。这样就把一个空间力系的平衡问题转化为两平衡平面内的平面汇交力系的平衡问题。

2.刚性转子的平衡试验

当b / D≤0.2时，可在平衡架上进行静平衡试验。当b / D >0.2时，则需要在动平衡机上进行动平衡试验。

第七章 机械的运转及其速度波动的调节

本章主要研究两个问题：一是确定机械真实的运动规律；二是研究机械运转速度的波动调节。1.机械的运转过程

机械在外力作用下的运转过程分为启动、稳定运转和停车等3个阶段。注意理解3个阶段中功、能量和机械运转速度的变化特点。2.机械的等效动力学模型

(1)对于单自由度的机械系统，研究机械的运转情况

时，可以就某一选定的构件(即等效构件)来分析，将机械中所有构件的质量、转动惯量都等效地转化到这一构件上，把各构件上所作用的力、力矩也都等效地转化到等效构件上，然后列出等效构件的运动方程式来研究其运动规律。这就是建立所谓的等效动力学模型的过程。

(2)建立机械系统等效动力学模型时应遵循的原则是：使机械系统在等效前后的动力学效应不变，即

① 动能等效：等效构件所具有的动能，等于整个机械系统的总动能。② 外力所做的功等效：作用在等效构件上的外力所做的功，等于作用在整个机械系统中的所有外力所做功的总和。3.机械速度波动的调节方法

(1)周期性速度波动的机械系统，可以利用飞轮储存能量和释放能量的特性来调节机械速度波动的大小。飞轮的作用就是调节周期性速度的波动范围和调节机械系统能量。(2)非周期性速度波动的机械系统，不能用飞轮进行调节。当系统不具有自调性时，则需要利用调速器来对非周期性速度波动进行调节。4.飞轮设计

(1)飞轮设计的基本问题，是根据等效力矩、等效转动惯量、平均角速度，以及机械运转速度不均匀系数的许用值来计算飞轮的转动惯量。无论等效力矩是哪一种运动参数的函数关系，最大盈亏功必然出现在ωmax和ωmin所在两位置之间。

(2)飞轮设计中应注意以下2个问题：

① 为减小飞轮转动惯量(即减小飞轮的质量和尺寸)，应尽可能将飞轮安装在系统的高速轴上。② 安装飞轮只能减小周期性速度波动，但不能消除速度波动。

第八章平面连杆机构及其设计

1.平面四杆机构的基本型式及其演化方法

铰链四杆机构可以通过4种方式演化出其他形式的四杆机构：①取不同构件为机架； ②改变构件的形状和尺寸； ③运动副元素的逆换； ④运动副的扩大。2.平面连杆机构的工作特性 1)急回特性

有时某一机构本身并无急回特性，但当它与另一机构组合后，此组合后的机构并不一定亦无急回特性。机构有无急回特性，应从急回特性的定义入手进行分析。

2）压力角和传动角

压力角是衡量机构传力性能好坏的重要指标。对于传动机构，应使其α角尽可能小(γ尽可能大)。

连杆机构的压力角(或传动角)在机构运动过程中是不断变化的，在从动件的一个运动循环中，α角存在一个最大值αmax。在设计连杆机构时，应注意使αmax≤［α］。

3）死点位置

此处应注意：“死点”、“自锁”与机构的自由度F≤0的区别。

自由度小于或等于零，表明该运动链不是机构而是一个各构件间根本无相对运动的桁架；

死点是在不计摩擦的情况下机构所处的特殊位置，利用惯性或其他办法，机构可以通过死点位置，正常运动；

自锁是指机构在考虑摩擦的情况下，当驱动力的作用方向满足一定的几何条件时，虽然机构自由度大于零，但机构却无法运动的现象。死点、自锁是从力的角度分析机构的运动情况，而自由度是从机构组成的角度分析机构的运动情况。

3.平面连杆机构的设计（曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构）

平面连杆机构运动设计常分为三大类设计命题：刚体导引机构的设计、函数生成机构的设计和轨迹生成机构的设计。

在设计一个四杆机构使其两连架杆实现预定的对应角位置时，可以用 “刚化反转法”求解此四杆机构。这个问题是本章的难点之一。

第九章 凸轮机构及其设计

本章的重点是凸轮机构的运动设计。1.凸轮机构的类型及其特点 2.从动件运动规律的选择或设计

运动规律：

a：名词术语：推（回）程运动角、远（近）休止角、推程、基圆等。

b：常用的运动规律：方程式的推导（仅要求等速）、运动线图及其变化规律、运动特点（刚（柔）性冲击及其发生的位置、时刻和应用的场合）。

c：运动规律的选择依据：满足工作对从动件特殊的运动要求；满足运动规律拼接的边界条件，即各段运动规律的位移、速度和加速度值在连接点处应分别相等；使最大速度和最大加速度的值尽可能小。

3.凸轮廓线的设计

凸轮廓线设计的反转法原理是本章的重点内容之一。

无论是用图解法还是解析法设计凸轮廓线，所依据的基本原理都是反转法原理。

4.凸轮基本尺寸的确定

a：压力角：定义、不同位置时机构压力角的确定以及对压力角所提出限制的原因（αmax不超过许用压力角［α］）b：基圆半径：

确定原则：αmax≤α或者ρmin≥［ρ］=3～5 mm c：滚子半径：取决于凸轮轮廓曲线的形状，对于内凹的曲线形状，保证最大压力角αmax不超过许用压力角［α］；对于外凸的曲线形状，保证凸轮实际廓线的最小曲率半径

ρa min= ρmin-rr ≥ 3～5 mm，以避免运动失真和应力集中。

运动失真：增大基圆半径、减小滚子半径以及改变机构的运动规律。

d平底尺寸：

图解法：l=2lmax+5~7mm

解析法：l=2|ds/dδ|max+5~7mm 5.凸轮机构的分析

在设计移动滚子从动件盘形凸轮机构时，若发现其压力角超过了许用值，可以采取以下措施：(1)增大凸轮的基圆半径r0。

(2)选择合适的从动件偏置方向。在设计凸轮机构时，若发现采用对心移动从动件凸轮机构推程压力角过大，而设计空间又不允许通过增大基圆半径的办法来减小压力角时，可以通过选取从动件适当的偏置方向，以获得较小的推程压力角。即在移动滚子从动件盘形凸轮机构的设计中，选择偏置从动件的主要目的，是为了减小推程压力角。

当出现运动失真现象时，可采取以下措施：(1)修改从动件的运动规律。

(2)当采用滚子从动件时，滚子半径必须小于凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径ρmin，通常取rr≤0.8ρmin。若由于结构、强度等因素限制，rr不能取得太小，而从动件的运动规律又不允许修改时，则可通过加大凸轮的基圆半径rb，从而使凸轮廓线上各点的曲率半径均随之增大的办法来避免运动失真。

对于移动平底从动件盘形凸轮机构来说，偏距e并不影响凸轮廓线的形状，选择适当的偏距，主要是为了减轻从动件在推程中过大的弯曲应力。

第十章 齿轮机构及其设计

渐开线直齿圆柱齿轮机构的传动设计是本章的重点。

1.易混淆的概念

本章的特点是名词、概念多，符号、公式多，理论系统性强，几何关系复杂。学习时要注意清晰掌握主要脉络，对基本概念和几何关系应有透彻理解。以下是一些易混淆的概念。(1)法向齿距与基圆齿距(2)分度圆与节圆(3)压力角与啮合角(4)标准齿轮与零变位齿轮(5)变位齿轮与传动类型(6)齿面接触线与啮合线(7)理论啮合线与实际啮合线

(8)齿轮齿条啮合传动与标准齿条型刀具范成加工齿轮

2.什么是节点、节线、节圆以及齿廓啮合基本定律？定传动比的齿廓曲线的基本要求？

3.渐开线齿廓：形成、特性以及其在传动过程中的优点。4.标准齿轮：概念、名称符号、基本参数以及几何尺寸。

5.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、安装条件和连续啮合传动条件。

6.标准齿轮的标准安装中心距，标准安装有什么特点；非标准安装中心距，非标准安装有什么特点。7.齿轮的变位修正：

渐开线齿轮的切制方法（仿形法和范成法）及其原理

加工标准齿轮的条件、轮齿齿廓的根切（定义、条件以及不发生根切的最少齿数Zmin。

变位修正法：为了切制齿数少于17且不发生根切的齿轮、在无齿侧间隙的条件下拼凑中心矩以及改善传动性能（强度性能和啮合性能）所采用的改变刀具与轮坯相对位置的加工方法。

变位齿轮：正变位、负变位齿轮的概念以及与标准齿轮的尺寸差别。

8.斜齿轮：渐开线螺旋曲面齿廓的形成、基本参数（端面与法面参数的关系）以及几何尺寸的计算。9.斜齿轮传动：正确啮合条件、中心矩条件和连续传动条件。10.斜齿轮的当量齿轮和当量齿数：概念、意义和作用。

11.直齿圆锥齿轮：基本参数和尺寸特点。圆锥齿轮传动的背锥、当量齿轮、当量齿数。

第十一章 齿轮系及其设计

本章的重点是轮系的传动比计算和轮系的设计。

1)定轴轮系

虽然定轴轮系的传动比计算最为简单，但它却是本章的重点内容之一。

定轴轮系传动比的大小，等于组成轮系的各对啮合齿轮中从动轮齿数的连乘积与主动轮齿数的连乘积之比，关于定轴轮系中主、从动轮转向关系的确定有3种情况。(1)轮系中各轮几何轴线均互相平行：在这种情况下，可用(-1)m来确定轮系传动比的正负号，m为轮系中外啮合的对数。

(2)轮系中齿轮的几何轴线不都平行，但首末两轮的轴线互相平行：仍可用正、负号来表示两轮之间的转向关系：二者转向相同时，在传动比计算结果中标以正号；二者转向相反时，在传动比计算结果中标以负号。需要特别注意的是，这里所说的正负号是用在图上画箭头的方法来确定的，而与(-1)m无关。

(3)轮系中首末两轮几何轴线不平行：首末两轮的转向关系不能用正、负号来表示，而只能用在图上画箭头的方法来表示。2)周转轮系

周转轮系的传动比计算是本章的重点内容之一。

周转轮系传动比计算的基本思路：假想给整个轮系加上一个公共的角速度(-ωH)，使系杆固定不动，将周转轮系转化成一个假想的定轴轮系再进行传动比或者运动参量的求解。3)混合轮系

混合轮系传动比计算既是本章的重点，也是本章的难点。

混合轮系传动比计算的基本思路：首先，将各个基本轮系正确地划分开来，分别列出计算各基本轮系传动比的关系式，然后找出各基本轮系之间的联系，最后将各个基本轮系传动比关系式联立求解。

第十二章 其它常用机构及其设计

教育学-基础原理与应用总结 篇5

教育的基本形式：学校教育学、家庭教育学、社会教育学

现代学说:

1、实验教育学

2、文化教育学

3、实用主义教育学

4、马克思主义教育学

5、批判教育学。教育功能定义：是教育活动和系统对个体发展和社会发展所产生的各种影响和作用。

教育功能的表现：对内表现为教育对个体发展的影响和作用,对外表现为教育对社会发展的影响和作用。教育功能的类型 ：从作用的对象看,本体功能和派生功能；从作用的表现形式看,显性功能和隐性功能；从作用的方向看, 正向功能和负向功能

教育对个体发展的负向功能:严重摧残了学生的身心健康；不利于学生主体性的发挥和创造性的培养；教育的功利性驶教育丧失了对生命的关怀

教育对社会发展的正向功能：教育对人口、文化、经济、政治的正向影响

人的发展：指作为复杂整体的个体从生命开始到生命结束的整个过程中，在身体和心理两方面不断发展的变化过程 身心发展的一般规律：顺序性、阶段性、不平衡性、个体差异性、互补性

影响身心发展中的因素:遗传是生理前提；环境是外部条件；实践活动是推动人发展的直接的、现实的力量；学校教育对人的发展有特殊功能

教育目的的概念：广义：人们对受教育者达到状态的期待；狭义：各级各类学校培养人的规格或标准，以及各级各类学校在课程或教学方面对所培养的人的特殊要求

教育目的的层次结构：教育目的（国家的或思想家理想中）、培养目标（各级各类学校的）、教学目标（课程或教学的）教育目的的意义：是一种引导和推动人们在实践中改造世界、改造社会的精神性动力。因此，它是一切教育工作的出发点，教育目的的实现则是教育活动的归宿，它贯穿于教育活动的全过程，对一切教育工作具有指导意义。教育目的的作用：导向、激励、评价（是衡量和评价教育实施效果的根本依据和标准）

教育目的制定依据:客观（社会经济制度和政治制度、社会生产力和科学技术发展水平、依据教育对象身心发展的规律）；主观（个人、社会本位论）

我国的教育目标：以马克思主义的人的全面发展学说为指导思想；有鲜明的政治方向；坚持全面的发展与个性发展的统一

德育的概念：广义的德育指政治教育、思想教育、法制教育、道德教育和行为习惯培养等。狭义的德育专指道德教育 德育的任务：为学生树立共产主义信念和科学的辩证唯物主义世界观奠定基础；培养学生良好的思想品德能力；促进学生心理健康发展

我国学校德育的基本原则：时代性与方向性相结合、知行统一、正面疏导为主、教育影响的一致性和连续性、以积极因素克服消极因素和严格要求与尊重爱护相结合的原则

学校德育的方法：理论引导、实践锻炼、情景熏陶、榜样示范、心理咨询法 学校德育的途径：思想品德课程、学科教学、班集体管理、各类活动、网络德育

我国德育的发展趋势：回归生活实现道德理性与道德主体生活的整合、注意民族传统，关注世界交流、密切联系生活实际，注意社会适应性、以人为本，规范性与主体性的有机统一

教育制度：指一个国家或地区中各类教育机构的体系，包括两方面：一是各级各类教育机构与组织的体系；二是教育机构与组织体系赖以存在和运行的一整套规则。现代教育制度的核心是学校教育制度。

学校教育制度：简称学制，是指一个国家各级各类学校的系统及其管理规则，它规定了各级各类学校的性质、任务、入学条件、修业年限及它们之间的衔接关系（分3类：双轨制、单轨制、分支型学制）

我国现行的教育体系：基础教育、职业技术教育、高等教育、成人继续教育、教师教育体系 基础教育性质：普遍、基础性；普及、义务性；公平、均等性

基础教育使命：以人为本、把普及作为重点、着力于综合素质的培养和提高

教师：是履行教育教学的专业人员，承担教书育人、培养社会建设者、提高民族素质的使命。从广义看，教师与教育者是同一语；从狭义看，教师专指学校的专职教师

教师职业的性质：1．教师职业是一种专业性职业，教师是专业人员2．教师职业是以教育教学为职责、以教书育人为使命的职业

教师工作的特点：

1、教师劳动的复杂性、创造性、长期性、示范性、个体性和劳动成果的集体性。

教师的职业素养：

1、具有先进的教育观念：树立促进学生发展的教学目标观、树立面向学生的学生观、树立生动、开放的教育活动观

2、具有高尚的职业道德素养：忠诚教育事业、热爱学生、严于律己、为人师表

3、具有扎实的学科专业知识与良好的文化素养

4、具有丰富的教育理论知识和能力:教学设计能力、表达能力、教育教学组织管理能力、处理教育教学过程中突发事件的能力

教师职业的权利：教育教学权、生存权和发展权、参与管理权 教师职业的义务:社会义务、教师义务：促进社会文明进步、从事教育活动、尊重学生人格、维护学生权利、不断提高思想政治觉悟和教育教学水平

学生的本质：

1、学生是具有发展潜能和发展需要的人：学生是人（学生是能动的主体、具有思想感情的个体，学生具有独特的创造价）、学生是发展中的人，具有发展的可能性和发展的需要

2、学生是教育的对象：以学习为主要任务、在教师指导下学习、所参加的是规范化的学习

学生的权利：生存的权利、人身权：受尊重、安全、受教育

学生的义务：遵守法律、法规；遵守学生规范，尊敬师长，养成良好的思想品德和行为习惯；努力学习，完成规定的学习任务；遵守所在学校或其他教育机构的管理制度的规定

良好师生关系的特点：民主平等、对话合作、尊师爱生、教学相长

良好师生关系的意义：良好的师生关系是调动师生双方积极性、主动性和创造性的前提；良好的师生关系在帮助学生实现个体社会化的过程中具有积极的作用；良好的师生关系是促进学生心理健康的重要因素

良好师生关系的构建：了解和研究学生；热爱学生，关心学生成长；民主地对待学生，尊重学生的人格和权益；不断提高自身素质，是自己的言行符合社会和学生对教师的角色期望

教育内容：为实现教育目的，在教育活动过程中经过选择而传授给学生的知识、技能、行为规范等的总和。主要包括：德智体美劳等。教育内容有广义和狭义之分。广义的教育内容既包括校内教育（正规的）和校外教育（非正规的）的内容，也包括非正式的教育和“平行教育”的内容。狭义的教育内容特指学校教育内容。

教育内容特点：是联系教育者和受教育者的中介；具有明确的目的指向性和预见性；具有高度的科学性和纯洁性；具有高度的信息含量和科学的富有逻辑的排列组合；具有认识价值、发展价值、应用价值；具有形式多样的信息载体 教育内容的发展：现代化；注重基础知识、基本技能的掌握；注重能力的培养；关注道德教育

课程有广义和狭义之分：广义:课程是指学生在学校获得的全部经验。狭义：指某一门学科。课程是指各级各类学校为了实现培养目标而开设的学科及其目的、内容、范围、活动、进程等的总和，它主要体现在课程计划、课程标准和教科书之中。

课程类型：学科课程与活动课程、综合课程与分科课程、显性课程与潜性课程、国家课程、地区课程与校本课程、必修与选修课程

课程的表现形式：课程计划、课程标准、教科书

教学：广义指教的人指导学的人以一定文化为对象进行学习的活动；狭义：限定为学校中的课堂教学活动

教学双方的关系：教师指导学生，而沟通、交流与合作是指导的前提，这种活动的目的是促进学生掌握知识与自我发展 教学在学校教育中的地位与任务：教学是学校的中心工作，学校工作必须坚持以教学为主；学校教学工作的基本任务：引导学生掌握系统的科学文化基础知识和基本技能、发展学生智力，培养学生能力，教会学生学习、发展学生体力，提高学生健康水平、培养中小学高尚的审美情趣，形成科学世界观和良好的个性心理品质

教育过程的特点：是教师引导下的学生的学习过程；是学生以掌握间接知识为主的过程；是学生获得全面发展的过程 教育过程的主要关系：间接经验与直接经验；知识与发展智力；知识与提高思想；智力因素与非智力因素；教师主导与学生主体作用的关系

教学组织形式：指为完成特定的教学任务，教师和学生按一定要求组合起来进行活动的结构

教学组织类型：班级授课制是课堂教学的基本组织形式；小组教学是对班级授课制的修正和补充；个别教学组织形式 教学的原则：科学性与思想性统一；理论联系实际；直观性；启发性；循序渐进；巩固性；因材施教 中小学常用教育方法：讲授、谈话、讨论、实验、演示、参观、练习法 我国主要教育模式：自学-辅导；目标-导控；引导-发现；情景-陶冶 现代教育：素质、终生、生命教育

现代教育发展趋势：

1、培养全面发展的个人正由理想走向实践。

2、教育与生产劳动相结合成为现代教育规律之一。

3、教育民主化向纵深发展。

4、人文教育与科学教育携手并进。

5、教育普及制度化，教育形式多样化。

6、终身教育成为现代教育中的一个富有生命力和感召力的教育思潮。

7、实现教育现代化是各国教育的共同追求。赫尔巴特是“传统教育学”的代表人物：教师中心、教材中心、课堂中心(三个中心)全面发展是不是要求均衡发展？

1、全面发展，是指学生基本素质的发展，学生可以而且应当在基本素质全面发展的基础上保持并发展自己的兴趣和特长。就个人来说，基本素质的发展和兴趣、特长的发展是相互依赖、相互促进的。

通信原理课程改革探析 篇6

1 课程教学现状

《通信原理》课程的原理性、逻辑性强、概念抽象、覆盖内容多、公式和推导相对较多, 对于一些数学基础比较差, 自学能力比较差的学生来说, 学习这门课程会觉得很困难。在教学方式方面, 受传统教育思想的影响, 在课堂教学中主垫的考试办法 (一般要求次数在50次以上) , 也有传、垫抛球或隔网垫抛球, 要求球的落点 (目标) 固定, 一般次数在4-10次。考扣、发则常采用连续式或依次式进行, 一般每人3-5次。对于连续性扣、发球的考试, 不仅要记下达标的次数, 同样要对每次技术动作做出评定式记录, 根据本文作者对技评时的实践经验认为, 可先用符号记下该项技术动作的实际效果, 一般采用如下几种符号来表示:“√”、“”、“”、“”、“”、“×”。其中“√”表示达标成功, 且动作基本规范、正确, 力量一般;“”表示不仅动作基本规范正确, 达标成功, 且力量大、攻击性强;“”表示达标成功, 但动作过程有一处比较明显的错误;“”表示达标成功, 但有两处明显的错误;“”表示达标成功, 有三处或三处以上的错误;“×”表示技术动作很不规范, 导致达标失败。这样就能对某些技术完成中将观察到的规范动作或不规范动作记录在案。在扣、发技术考试中, 运用这些符号一般能对学生触球次数的多少记录下来, 也能对每次技术动作的效果做出记录, 各种符号也代表了达标与失误的次数, 这样在最后的技术评定时就可根据记录进行综合评定, 即就是间隔一段时间, 也能在总分时根据记录做出公平的技评, 同样可汇总出达标的总分值。

另外根据实践经验, 在最后技评总分时, 应先将“√”或“”多者的学生挑出, 先给出最高分, 然后将“×”或“”最多者挑出, 给出最低分, 再根据“”或“”依次给出中间水平段学生的技评分值, 这样一来, 根据考试记录起码最好最差的两种学生成绩不会有误, 中等水平的学生可在中等水平要是“教师讲, 学生听”的课程教学模式。教师大多采用以讲授为主的教学方式, 讲授中又侧重于单方面的灌输, 致使学生被动听讲, 学生学习积极性不高。现代通信技术的发展极为迅速, 而通信原理作为通信技术的专业基础课程其教学内容的更新相对缓慢, 因此学生学习过程中总会感觉这门课程没有实际价值, 导致学习主动性不高。实验过程中大多采用验证性实验手段, 不能适应创新人才培养的要求。

2 教学改革探索

2.1 改革教学观念与内容

在教学过程中, 注重“以学生为主体”充分发挥学生的主观能动性, 教学上可采用“启发式”、“讨论式”、设问思考和逆向思考提问等方法, 启发学生思考, 诱发学生的思维, 激起学生的求知欲望。如在每章开始时, 提出本章所要面临的问题, 使学生带着问题进行学习, 在一章结束后让学生总结出可以解决问题的思路与方法。比如在数字基带传输段定位, 即就是个别有误差, 但总会处在中间段的水平行列, 自然会达到比较公平、公正的技评目的。这种技评的技巧运用, 不仅可避免多名考生同时依次进行时容易混淆的现象, 甚至因特殊原因弥补间断时的技术评价遗忘, 同时对容易导致教师主观武断给分现象、或者平均给分现象, 也是一种有效的遏制方法。

4结论与建议

(1) 对学生排球课进行考核不仅是检查教学效果的一种有效措施, 也是对每个学生学习成绩的最终鉴定, 故应公平合理。但由于技术评定比较复杂, 且人为因素比较突出, 为了在评定过程时中心中有数, 必须确立各项技术的评定指标内容, 有利于教师更好的把握评定尺度。

(2) 根据实践操作经验, 在评定技巧方面利用几种不同的符号记录学生的技术动作效果, 不仅对有些考试达标起统计作用, 对技术评定效果更能起到公平、快捷的作用。

(3) 由于排球运动技术难度较大, 建议对学时较多的专修、普修课用达标与技评相结合的形式进行考核。对学时较少、体育基础较差的公体课学生来说, 因达标难度较大, 建议以技术评定考核为主, 并应适当放宽尺度。

参考文献

[1]张自治等.大学体育教程[M].西安:陕西人民出版社, 2005, (5) .

教育学院学报, 2002, (3) .

[3]体育院校教材编写组.排球运动[M].北京:人民体育出版社,

1999.

过程中, 码间干扰如何消除等问题, 以此来培养学生分析问题, 解决问题的能力, 增强学生的综合素质。同时教学中也要注重考虑学生的学习方法和接收能力, 根据不同的教学内容和教学对象, 注意将学生自学和精讲重点, 难点结合起来。在课下教师可以通过建立专业课程答疑网站进行网上辅导, 帮助学生解答疑难问题, 听取学生意见, 从而更好的改进教学。

在教学内容方面, 根据专业发展的要求, 修正教学计划, 制定出适合高职高专的通信原理课程教学大纲, 并对教学内容进行相应改革。在教学中强调整体观念的建立, 以通信系统的组成为主线, 以“有效性”和“可靠性”这两个衡量通信系统性能的重要指标而展开。根据当前信息技术发展的特点, 数字通信取代模拟通信将是大势所趋, 因此在教学中突出数字通信, 同时兼顾模拟通信的内容, 并适当加入先进的数字调制解调技术和实际中应用的典型通信系统的有关内容, 使理论和实际系统有机结合起来, 保证教学具有实用性和先进性, 能跟上时代的发展要求。通过进行专题教学, 了解当今前沿的通信技术。通信系统与实际生活密切相关, 随着移动通信、计算机通信等技术的快速发展, 在进行通信原理教学过程中, 穿插着向学生讲授这些新技术的基本原理和基本概念, 使学生能够对前沿的通信技术有所了解, 可以在教学中采用课内专题讲座的形式。

例如, 在讲解基本内容的同时, 增加“3G技术及其现状”、“TD-SCDMA网络规划技术”“中国未来通信技术的走向”等专题讲座。一方面, 可以提高学生的学习兴趣, 开拓视野, 另一方面, 可以为他们将来从事这方面的研究和开发指明方向。

2.2 改革教学方法与手段

由于“通信原理”课程是一门理论性比较强, 公式及推导相对较多的学科, 教师通过语言、黑板板书的传统教学方式, 会使教师的板书占用时间太多, 效率较低, 同时课程的某些知识点用传统的授课方式表示的不是特别清楚。因此在教学中采取灵活的教学方法, 辅助先进的教学手段, 可以达到直观、省时、高效的目的。

在教学中, 多媒体教学以图文并茂、声像集成、动静配合表现形式, 使课堂教学变得生动有趣, 从而更能吸引学生的注意力。但在使用多媒体课件授课时, 要明确多媒体教学是辅助手段, 不能一味地按课件的思路和流程进行教学, 不能盲目的使用、过度的依赖, 这样不仅不会给课堂增色, 反而使授课质量下降。因此在“现代通信原理”课程的教学中, 要合理的使用多媒体授课, 在授课过程中把一些不便板书的内容制作进去, 如定义、概念、图表、动画、视频、声音等, 而对一些关键概念的解释说明、必要的例题等不须制作到课件中去, 而留给教师在课堂上以传统教学方式进行讲解, 因为教师在教授学生知识的同时, 更注重的是培养学生分析问题, 解决问题的能力, 通过教师必要的板书讲解, 让学生学到一种分析问题的方法, 让学生从中去学习、去体会。因此通过传统的教学和先进的多媒体相结合的教学方式, 不仅能充分利用课堂时间, 与学生有更多的交流, 还为教师和学生的发挥留有相当的空间, 从而较好地完成教学任务。

2.3 改革实践教学

高职教育目的是为了培养创新型人才, 既有扎实理论基础又有较强动手能力的人才深受用人单位的欢迎。因此在课程中实践教学就成为不可缺少的环节。对于“通信原理”课程, 主要采用两部分进行, 分别为单项实验教学和综合实训教学两部分, 通过单项实验可以提高基础实验教学的教学质量, 通过综合实训教学使实践教学更具有生动性, 创造性, 科学性。实验教学是实践教学中基础的一环。通过实验教学既能起到对课程的深入理解, 又有益于培养学生的学习风气和工作作风。传统的通信原理课程大多采用验证性实验, 验证性实验在相关理论讲授后利用现有实验平台对相关理论的正确性进行验证, 通过实验使学生掌握信道编译码, 信源编译码, 调制解调实验等基本原理, 这样使学生能够进一步的理解理论知识。同时也可以配合仿真实验, 通过通信系统软件可以方便、直观的建立通信系统, 从而实现对通信系统的设计和验证。仿真实验部分主要以学生为主体, 通过对功能模块的设计连接, 对参数的设定, 以观察和分析仿真模型对信号的反应, 以及仿真系统在这个过程中表现出来的性能, 并以此获得的系统性能。通过仿真实验提高了学生分析问题和解决问题的能力。在学生具备了一定的理论基础之后, 进行综合性训练, 即利用实验室资源和已掌握的理论基础, 综合运用各通信模块, 将信号的调制解调, 编码解码, 复用解复用, 信道, 滤波等多个环节结合在一起, 培养综合运用能力。这部分实验学生以分组的形式完成任务, 根据设计不同的通信系统, 完成信号的传输。对于基础较好的学生, 还可自行增加实验内容或实验难度, 设计实验方案。这样不仅激发学生的学习热情, 也培养了学生综合思维能力、创新能力和动手能力。如果仅仅通过教学的时间做设计性仿真实验和综合实训, 有时不能满足学生的需求。因此建立开放实验室, 学生利用业余时间, 自行设计实验方案, 合理使用实验设备, 使他们能够独立完成对通信系统的操作。在遇到困难时老师再做适当的启发与指导, 最终得到满意的实验结果。这样不仅能提高学生的综合能力, 也能提高学生对实验学习的热情和主动性。

为了提高学生综合素质和创新能力, 在传统通信原理课程考核上进行改进。考核形式采用多元化, 如试卷形式 (开卷、闭卷) , 也可以采用答辩、报告等形式相结合, 并参考平时学习表现给出最后成绩, 建立起一种开放的、多元的评价机制。对于实验的考查应强调注重平时表现, 引导学生重视岗位能力, 团队精神的培养, 对于结果不注重在对与错, 而注重能否分析原因, 是否能够找到解决问题的方法。同时对在通信竞赛中获奖、在刊物上发表论文和获得发明或专利的学生给予加分。从而有意识地培养学生创造性思维、创新意识和创新能力。

3 结语

只有通过对通信原理课程教学现状、教学内容、教学方法和考核方式等方面的进行改革, 采用多样化的教学与实践形式, 在教学模式上力求以“学生为主体”, 激发学生的主动性, 创造性和适应性, 才能使之成为高素质的创新型人才。

参考文献

[1]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) :11-13.

[2]赵发勇.通信原理课程的教学研究[J].中国电力教育, 2008, (120) :71-73.

[3]陈颖, 张福洪.基于创新能力培养的通信原理课程改革的探索[J].青年与社会, 2009, (6) :5-6.