時間：2023-06-21 09:12:17
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丹麥KiSS Technology公司繼了世界上第一臺支持DivX播放的DVD播放機DP-450之后，又推出了功能更為強大的DP-500播放機（圖1），DP-500和DP-450一樣支持DVD、VCD、SVCD、CD、MP3、CD-RW、DVD-RW、DVD+RW等盤片格式，重要的是DP-500和DP-450率先實現了在電視上播放高品質的DivX、MPEG-4電影的功能。與DP-450相比，DP-500增強了網絡接入功能，DP-500配有10M/100M以太網接口和 KiSS PC-link 軟件，用戶可以十分方便地從Internet下載DivX/MPEG-4格式的媒體文件并在電視上播放，還可以收聽網絡電臺。由此可見，DP-500播放機具有光盤播放和媒體播放的雙重功能，能夠將網絡、電腦與電視等視聽設備更緊密的聯接起來，構建成一種全新的高品質數字媒體視聽系統。
DP-500的核心 ―― EM-8500解碼芯片
KiSS DP-500播放機采用Sigma Designs公司生產的EM-8500 DVD解碼芯片，EM-8500通過了 DivX Networks的嚴格認證，能夠高質量的實現包括DivX 5、DivX 4及DivX 3等所有版本的DivX視頻的解碼播放，并且支持DivX Networks的數字版權保護技術。EM-8500 DVD解碼芯片支持DVD-Video、Superbit DVD、SVCD、VCD、Audio CD、Photo CD、DVD-R/DVD-RW、CD-R/CD-RW等盤片格式的播放，可進行DivX視頻、WMA、MP3等媒體文件的解碼播放，支持Dolby Digital、MP3、WMA、PCM等音頻格式，可實現卡拉OK功能。EM-8500可提供NTSC/PAL復合視頻、S-Video視頻、Y/Pb/Pr高分辨率逐行或隔行掃描視頻及DVI/HDCP等數字視頻輸出，具有雙通道立體聲、S/PDIF數字音頻（可支持Dolby Digital 5.1壓縮）等音頻輸出。
EM-8500的基本結構如圖2所示，EM-8500芯片主要包括視頻解碼單元、音頻解碼單元、輸入輸出（I/O）單元、嵌入式的32位RISC（精簡指令集計算機）單元、IDE-DVD加載器接口。其中嵌入式RISC主要用于運行系統軟件和導航程序，芯片上集成的IDE（ATA/ATAPI-4）-DVD加載器接口可以支持任何一種采用標準IDE接口的DVD加載器、DVD-ROM光驅等。基于EM-8500芯片的DVD播放機的系統結構如圖3所示，由圖中可以看出基于EM-8500芯片的DVD播放機在結構上十分簡單，因此整機性能十分穩定可靠。
DP-500與PC的連接和媒體文件的播放
DP-500能夠自動識別和播放其所支持的各種格式的光盤，所以有關DP-500光盤播放方面的功能這里不再進行詳細說明。下面我們所要介紹的是DP-500特有的一個功能，即用DP-500直接播放電腦硬盤上的視頻、音頻等媒體文件，DP-500的這一功能使得用戶無需刻制光盤（或者是沒有光盤刻錄機的用戶）也可以通過電視、音響欣賞自己從網上下載的電影、音樂及圖片等媒體內容。要使用DP-500的這一功能，需要設置DP-500與電腦之間的網絡連接，并在電腦上安裝所附的“KiSS PC-Link”軟件。圖4為DP-500與電腦、電視和音響等設備的連接示意圖，其中DP-500的10M/100M自適應網絡接口可通過一臺交換機或集線器與電腦、Internet接口實現連接。完成硬件的網絡連接之后，即可用“KiSS PC-Link”光盤在電腦上安裝“KiSS PC-Link”軟件，在安裝向導的提示下可以非常簡便的完成“KiSS PC-Link”的安裝，安裝完成后啟動“KiSS PC-Link”，在出現的“KiSS PC-Link”對話框上單擊“Info”選項卡，即可獲取電腦的網卡及IP地址等信息，記下電腦的IP地址。開啟DP-500播放機并進入其“Quick Setup”菜單的“IP Address”設置，然后將電腦的IP地址輸入即可。
要用DP-500播放電腦上的媒體文件，首先要在電腦上通過“KiSS PC-Link”將準備播放的媒體文件添加到DP-500的播放列表中。DP-500可以播放電腦上MP3、MP2、WMA、OGG等格式的音頻文件，在電腦上單擊“KiSS PC-Link”對話框上（圖5）的“Audio”選項卡，再單擊“Add Items”按鈕，在出現的“Select audio files to be added”對話框上通過瀏覽文件夾找到要播放的音頻文件，并單擊選定文件圖標，若要選定多個文件可在按下Ctrl或Shift鍵的同時單擊多個文件的圖標，選定文件后再單擊“打開”按鈕，即可將所選定的文件添加到音頻文件的播放列表中。要用DP-500播放電腦上DivX格式的AVI視頻文件，單擊“KiSS PC-Link”對話框上的“Video”選項卡，再單擊“Add Items”按鈕，在出現的“Select audio files to be added”對話框上瀏覽、選定要播放的AVI文件后單擊“打開”按鈕，即可將所選定的文件添加到視頻文件的播放列表中。用DP-500還可以在電視屏幕上展示電腦上JPG格式的圖片（照片），單擊“KiSS PC-Link”對話框上的“Pictures”選項卡，再單擊“Add Pictures”按鈕，在出現的“Select Picture files to be added”對話框上瀏覽、選定要播放的JPG或JPEG圖片文件后單擊“打開”按鈕，即可將所選定的文件添加到圖片文件的播放列表中。另外，也可以從“資源管理器”窗口中將DP-500所支持的各種格式的音頻、視頻、圖片文件圖標直接拖放到“KiSS PC-Link”對話框上相應的“Audio”、“Video”、“Pictures”列表中，以添加播放項目。播放列表中的項目，可通過單擊右鍵進行刪除、移動等處理。
在電腦上通過“KiSS PC-Link”創建媒體文件播放列表后，按動DP-500播放機遙控器上的“Menu”按鈕，即可在電視屏幕上顯示出來DP-500的菜單，用遙控器選擇菜單上的 “KiSS PC-Link”，電視屏幕上就會顯示出與電腦上“KiSS PC-Link”對話框的三個選項卡相對應的“Audio”、“Video”、“Pictures”三個菜單項，若選中“Audio”，電視屏幕即可顯示在“KiSS PC-Link”中設置好的音頻文件播放列表，之后即可選擇列表中的音頻文件開始播放。同樣，若選擇菜單上“Video”或“Pictures”，電視屏幕上就會顯示視頻文件或圖片文件的播放列表，可繼續用遙控器從列表中選擇要播放的視頻或圖片，然后就可以通過電視屏幕欣賞電影或圖片了。
用DP-500收聽網絡電臺（KiSS WebRadio）
如果用戶具備寬帶接入Internet的條件，并按上述方式將DP-500播放機、電腦與Internet接入口進行了正確的連接和IP地址配置，那么就可以用DP-500接收、通過音響設備播放由KiSS提供的、豐富的網上電臺節目（媒體內容）了。
在電腦上用瀏覽器訪問KiSS的電臺服務網站“
關鍵詞：數字通信原理；教學內容；教學模式；實踐教學體系
《數字通信原理》是高職院校通信類、電子類等專業的專業基礎課，既是基礎課向專業課的過渡，也是電子通信學科的入門課，在通信類、電子類專業中占有非常重要的地位。這門課的教學直接影響這些專業的教學質量和所培養人才的知識結構及綜合能力。這門課綜合了電路分析基礎、電子電路、高頻電路、數字電路等電類基礎課以及高等數學、概率論等數學課程，具有相當大的難度和理論深度。而高職高專學生基礎普遍薄弱，數學功底和自學能力較差，如果強調數學推導和理論探討，無疑將使學生產生畏難情緒，難以激發學生的學習興趣和積極性；但如果完全不涉及理論分析，教學又無法達到高職院校的培養目標，即無法培養出既具備一定專業理論素養、又具有較強動手能力的技術應用型人才。
通過多年的教學實踐，筆者認為，《數字通信原理》課的教學，一方面要強調基本理論、方法的分析，重點培養學生的思考能力，另一方面必須加強實驗教學和實訓環節，重點是培養崗位技能。該課程的教學目標是使學生掌握典型數字通信系統的組成、工作原理、性能特點、基本分析方法和實驗技能等，熟悉當前數字通信技術發展的現狀和最新進展。核心是培養學生良好的通信知識和素養，為后續專業課程的學習奠定堅實的基礎。
考慮《數字通信原理》課的教學情況和課程地位，我院2003年將該門課程確定為院重點課程，通過不斷轉變教學理念、更新教學內容、完善教學方法、改進教學手段，在《數字通信原理》課程的教學內容、教學模式和實踐教學體系等方面進行了富有特色的改革實踐。
以線帶點，改革教學內容
在《數字通信原理》的傳統教學模式中，往往介紹許多通信的數學模型和原理，由于理論抽象、概念繁多，知識點顯得零散，那些數學基礎、自學能力和自制力均較差的學生難以接受。筆者認為，應遵循“以線帶點”的改革思路進行教學內容的改革。
（一）強化學習路線圖，建立數字通信系統的整體觀念
在教學中，筆者強調數字通信系統整體觀念的建立，即以數字通信系統的模型圖作為學習的總路線圖（如下圖），以圖中功能框圖為“點”，有向線段為“線”。以路線圖中的節點涉及的典型技術理論分析為重點，以信號的傳輸流程為主線，以線帶點，使學生掌握通信系統的宏觀分析思路和微觀分析方法。
在教學初期，首先向學生介紹通信系統的基本概念，核心是讓學生掌握通信的本質——將大量有用的信息高效率、無失真地進行傳遞，并在傳遞過程中抑制無用、有害的信息；其次，系統闡述數字通信模型如何體現通信的本質以及數字通信系統模型每個節點的知識點在各章的分配。
在教學過程中，根據信號的傳遞路徑，教師應“順藤摸瓜”，對每個節點進行功能分析，注重強調該節點在數字通信系統中的地位、層次以及關鍵性能和指標。隨著教學的進行，不斷強調或強化學習路線圖，并標明學習進度在路線圖上的體現，重點是強調前后節點之間的內在關系。
在教學后期，教師應不斷闡述各節點存在的必要性以及相互間的邏輯關系，在技術實現的基礎上進一步幫助學生建立數字通信系統的整體概念。例如，信源編碼是保證通信有效性的技術手段，使用的關鍵技術是脈沖編碼調制；信道編碼是保障通信可靠性的技術手段，實現的關鍵技術涉及檢錯編碼和糾錯編碼。信源編碼和信道編碼是互相補充的關系，但實現的方法是相互“矛盾”的，信源編碼通過壓縮消息冗余量實現，信道編碼則通過增加消息冗余量實現，這是由通信過程中不同階段的通信目標決定的。
（二）精選典型技術，強調基本模塊的分析和知識運用
在宏觀分析的基礎上，以信號的傳遞流程為主線，逐步展開典型數字通信技術實現的具體分析。在教學活動中，針對高職學生的特點，對通信技術實現的講解不應貪多求全，而要精選典型技術進行微觀分析，關鍵是激發學生的學習興趣和幫助學生建立數字通信技術的知識體系。具體方法是建立積木式教學模塊，將全課程的數字通信技術實現分解為信源編碼模塊、信道編碼模塊、傳輸模塊（基帶傳輸與頻帶傳輸）、同步模塊等四個核心模塊。針對每個模塊精心進行分析，挑選經典技術的實現進行分析，對經典技術堅持目的驅動的教學方式，核心是建立知識體系，充分認識和接受數字通信技術的概念，掌握基本模塊的分析方法。
建立了各部分的知識模塊后，必須精選相應模塊的典型技術。例如，在頻帶傳輸分析中，選擇ASK、FSK、PSK、DPSK等基本的數字調制技術作為必學內容，要求學生掌握這些典型數字調制技術的實現、解調、帶寬分析、畫圖分析和抗噪聲分析等內容。而將多進制調制技術和現代調制技術列入增強模塊，僅進行簡單的介紹，以知識擴展為目的，不做應會要求。
在對典型技術進行微觀分析時，以注重比較研究、概念提煉，避免數學推導和理論復制，應以大量的圖示進行理論知識的詮釋，強調知識的運用。以數字調制方式的帶寬分析為例，將授課重點放在各種調制方式的帶寬圖示比較上，不進行頻域的數學演算；同樣，在噪聲分析中，不引入誤差函數等概念，僅比較各種數字調制方式的抗噪聲能力。關鍵是幫助學生理解帶寬、抗噪聲能力在實際應用中的意義和作用，理解當考慮帶寬、抗噪聲能力等因素時選擇哪種調制方式才能滿足實際需要。
強化互動，改革教學模式
在各種教學模式的爭論中，主流的模式有兩種，即以教師為中心的教學模式和以學生為中心的教學模式。前者的優點是有利于教師主導作用的發揮，重視情感因素在學習過程中的作用；其突出的缺點則是強調傳遞——接受式，在教學過程中把學生置于被動接受位置，學習者的主動性難以發揮，不利于激發高職學生的學習積極性。后者的突出優點是有利于激發學生的學習積極性；其缺點是忽視教師主導作用的發揮，不利于系統知識的傳授，不重視情感因素在學習過程中的作用。高職學生的特點一方面是基礎知識較差，厭學情緒嚴重，另一方面是學習的主動性、思考問題的積極性都較差，同時普遍存在自卑心理。若采用傳統的以教師為中心的教學模式，顯然無法實現教學目的。但是，如果完全采用以學生為中心的教學模式，也必然導致教學的失敗。因此，必須進行教學模式的改革與探討。
在高職院校的教學實踐中，筆者基于現代網絡教學平臺，將兩種教學模式結合起來，取長補短。一方面，針對高職學生自學能力差的特點，充分利用教師的指導作用，以教師的專業素養和個人品格強化學生的知識結構和學習態度；另一方面，充分利用網絡教學的特點，基于世界上兩大網絡教學平臺之一的Blackboard建立完整的虛擬教學課堂，提供課下網絡教學資源，建立自主教學環境，加強教學互動，及時進行師生間的雙向反饋，調動學生的學習積極性，培養他們自主學習的方法和獨立思考的能力。
從目前的實踐看，初期基本上還應以教師為中心的教學模式為主，隨著教學的進展，逐步過渡到以學生為中心的教學模式。
突出技能培養，改革實踐教學體系
《數字通信原理》是一門實踐性很強的課程，對于高職院校學生來說，加強他們技能培養的途徑是建立一套完善的課程實踐教學體系。《數字通信原理》的特點是理論性強，知識點豐富，高度抽象，不建立感性的認識，學生很難鞏固理論知識。因此，幫助學生建立通信系統的感性認識、培養他們分析和解決實際問題的能力、提高實際操作技能是實踐教學體系的目標和出發點。
（一）因材施教，分層次組織實驗教學
在實踐教學活動中，我院建立了驗證性實驗、仿真設計實驗和創新性實驗層層遞進的實踐教學體系，針對不同的學生分層次組織實踐教學。
驗證性實驗是指在現有實驗平臺上對相關理論的正確性進行驗證，目的是鞏固和加深學生對相關理論知識的理解；仿真設計實驗是在驗證性實驗的基礎上，在相關通信技術原理的指導下，以通信系統仿真軟件（如System View等）為平臺進行通信系統的設計和驗證；創新性實驗則是組織掌握程度較好、學有余力的學生進行相關項目的開發，項目可以是創新的，也可以是現有的，一般與各類電子競賽相聯系。尤其是System View通過模塊搭建進行通信系統的設計，與積木式模塊教學方法呼應，不需要學生進行復雜的編碼即可實現實際通信系統的仿真實驗，并能將結果下載到FPGA芯片中得到實際的產品，對于激發高職學生的學習興趣、培養高職學生的實際動手能力、加強高職學生的專業思想具有重大意義。
（二）改革實驗形式，建立基于項目的實驗方式
傳統的實驗組織形式是安排學生分組，往往全組學生依賴某個能力強的學生，學生中蒙混過關的情況嚴重。我們提出以項目組織實驗，每個學生負責一個或兩個具體的項目，做到“人人有項目”，組內其他學生進行輔助工作。
在項目選擇上，要求完成數字通信系統模型中的基本“點”項目，同時鼓勵學生積極參與綜合性實驗項目和各類各級競賽項目，并在實驗學分上進行傾斜。
在具體實驗實施上，要求作為項目負責人的學生主動參與、進行人員分工，對實驗項目的計劃和實施全權負責，如安排實驗內容討論、選擇實驗方式等。鼓勵能力強的學生同時選擇多種實驗平臺。項目負責人要負責組織本組學生分析和評價實驗結果，對本組學生實驗情況進行評價。項目組學生在教師指導下，根據理論學習的進度自己設計實驗，自己準備儀器完成實驗，以達到培養和提高學生的組織能力、思維能力和創造能力的目的。
（三）改革考核方式，建立新的實驗評價標準
《數字通信原理》課程的實驗教學分為兩個模塊，即課內實驗和期末集中實訓（或課程設計）。傳統教學中，課內實驗的考核計入課程成績，集中實訓（或課程設計）作為單獨的課程計分。我們認為這種實驗考核的方式割裂了實驗課程的內容，不利于實驗課程的改革，應采取將課內實驗和期末集中實訓（或課程設計）統一為一門課程的考核方式。
具體的考核內容可覆蓋實驗表現、實驗報告和成果、實驗難度等方面，建立完整的《數字通信原理》實驗考核評價體系，體現“強調過程，重視結果”的考核思想。“強調過程”體現在對實驗表現的評價占據整個實驗成績的60%，引導學生重視崗位能力、團隊精神、專業素養的培養；“重視結果”體現在對實驗結果的分析、討論上，而不在對錯上，關鍵是分析出原因與對策。此外，如果學生在各級各類競賽項目上獲獎可以獲得相應實驗加分。
課程特點與高職學生的特點給《數字通信原理》的教學帶來很大挑戰，本文提出，在教學內容上，以線帶點構建模塊化教學，降低理論難度，強調系統概念的建立和典型技術的分析；在教學模式上，結合以教師為中心的教學模式和以學生為中心的教學模式的優點，以網絡教學手段為平臺，強化師生的互動；在實踐教學上，構建驗證性實驗、仿真設計實驗和創新性實驗層層遞進的實踐教學體系，改革實驗組織形式，建立新的評價體系。在教學實踐中，這些方面的改革取得了良好的教學效果，學生在市、省、國家各級比賽中取得了優異成績，畢業后受到用人單位的一致好評。
參考文獻：
模擬通信網絡已經漸漸的被淘汰，伴隨著數字通信技術的快速發展，已經出現了異步轉移模式(atm)、數字數據網(ddn) 、綜合業務數字網(isdn)等數字通信網絡。隨著數字通信網絡不斷地向更高的傳輸速率發展，數字通信網絡規劃已經把數字網絡的同步技術看成是非常重要的一個問題來考慮。
所謂的數字通信網絡同步就是為了使各個節點的時鐘頻率和相位保持一致而對網絡內部的各個節點或者轉接點的時鐘頻率進行調度。本文主要介紹的就是時鐘同步、通信網絡的時鐘同步是數字通信網絡工作的基本條件。主要包括幀同步和時鐘同步兩方面內容。
數字通信網絡的同步方式
數字通信網絡的五種同步方式主要有主從同步方式、準同步方式、脈沖塞入同步方式、互同步方式和主時鐘同步方式。由它們組成的混合同步方式也可以作為同步方式。以下將分別介紹這五種同步方式。
1.1 脈沖塞入同步方式
在pcm系統的高次群數字復接方式中采用的同步方法就是脈沖塞入同步方式，這種同步方式中各個節點的時鐘頻率不一定相等。但是，通過控制插入脈沖的多少可以來使被同步的瞬時碼速率保持一致，要求傳輸的信息碼速率低于時鐘頻率，在傳輸的過程中人為的在各個被同步的信號中插入一些脈沖。因為這種同步方式在每個轉接口需要單獨地對每一路輸入信號采用塞入脈沖方法，所以用這種形式來解決全網的同步問題是不完美的，因此在實際應用采用這種同步方式是少見的。
1.2 準同步方式
準同步方式要求在所有交換節點處使用高精度的時鐘，所以又叫做獨立時鐘方式。它不要求全網處于同步狀態，這就使得兩個節點之間的滑碼率降低到可接受的程度。因為它容易實現，大型的通信網絡通常采用這種方式。如國際數字網絡的連接就采用準同步方式。在設計中已經規定所有國家的出口數字交換局的時鐘穩定度為10-11量級，缺點是網絡中較小的交換節點也要求安裝高精度的時鐘源，費用不經濟。
1.3 主從同步方式
采用信息鏈路本身來傳送主時鐘是主從同步方式為了解決主時鐘同步方式缺點的一種方案。
主從同步方式的方法是在整個通信網絡中只設立一個高精度的時鐘源，主節點在消除時鐘中的鏈路抖動后，網絡的主時鐘只傳送到少數幾個級別較高的交換節點，就能夠通過現有的數字鏈路把基準時鐘繼續傳送到級別較低的節點，節點的時鐘通過鎖相環與主基準時鐘同步。這種逐步向下傳送基準時鐘的同步方式叫做“主從同步方式”，這種同步方式因為網中所有的節點都直接或者間接地與同一個基準時鐘同步，各個節點都以同樣的時鐘頻率運行，所以不會出現滑碼。
1.4 主時鐘同步方式
網內的所有節點都直接與主時鐘相連接，主時鐘同步方式是將一個主基準時鐘獨立的傳送到所有的交換節點去，這就意味著需要一個單獨的傳送基準時鐘的網絡，使得這些交換節點都鎖定在一個共同的頻率上。但是一般不采用直接向節點傳送時鐘的方式，因為這種傳遞方式費用比較高，但是為了提高時鐘傳送的可靠性，還是應該為節點提供迂回路由。.
1.5 互同步方式
在連接局域網時，人們提出了這種同步方式是為了克服主從同步方式過于依賴主時鐘的缺點，它們相互控制和相互影響，最后使得全網絡時鐘頻率都被調整到統一的頻率上。這個統一的頻率的變化是可以相互抵消的，與全網各個節點的時鐘都存在關系，由于網絡內部有多個時鐘，所以穩定性非常高，互聯的節點也會越來越多。網絡頻率的穩定性比網內各個時鐘源的頻率穩定性高。隨著網絡頻率的不斷變化，在穩定后，某個節點的頻率或者相位也會變化的，網絡頻率從起始到最后穩定都需要一段時間。要求網內的各個節點頻率變化小，互同步方式是網絡內各個局都需要有自己的時鐘，最后又會穩定在某一值上，而這之間的暫態現象會使信號產生一定的誤碼，優點是網內任意的節點出現故障后只會影響本節點，缺點是控制線過多，節點設備比較復雜。
綜合主從同步方式以及相互同步方式，混合同步方式把這兩種同步方式的優點集中在一起，統稱為全網同步方式，混合同步方式綜合了這兩種同步方式的優點，將兩者稱為全網同步方式，通過對頻率的穩定度分等級而進行相互同步，若高一級的時鐘出現問題，可以使用低一級的時鐘工作。
數字通信網的滑動
數字通信網的滑動現象是：在數字信號傳輸過程中或者數字網絡中傳輸數字信號時，若數字交換設備之間的時鐘頻率不一致，或者受到相位漂移和抖動的影響，數字交換系統的緩沖器將會產生溢出。
時鐘頻率的不一致所引起的滑動和傳輸鏈路受工作環境的影響，由于傳輸設備環境溫度的變化引起的滑動是在數字網絡中產生滑動的兩方面主要原因。
在規劃數字同步網絡時要考慮以下問題：
1.滑動指標：服從滑動指標的分配，服從對從鐘及基準時鐘的基本進網要求。
2.漂移指標：數字網絡內任何節點之間信息傳輸系統的漂移小于6us，基準時鐘漂移小于3us。
3.同步網絡的維護性：數字同步網絡應該具有統一、可靠的監測及告警控制功能，這些是為了確保數字同步我拿過來在滿足滑動指標的條件下的正常運行。
4.從鐘：對從鐘以及進網不可缺少的監測及告警控制功能做出相應的規定。
結語
通過十年的教學實踐及與學生不斷的交流，逐漸形成了自己的教學模式和特點,并總結歸納出該課程的特點與難點。
1．1專業性強
作為通信工程專業的重要基礎課程，《數字通信理論》要求學生具有較好的《概率論及數理統計》、《隨機過程》、《信號與系統》等先修課程的學習基礎，如《信號與系統》中對于頻域知識及常見信號頻域變換；《隨機過程》中常見隨機信號的表示及特點等。同時，對一些新型通信技術也進行了簡要的介紹，增加了課程的專業性。
1．2理論性強
作為《衛星通信》、《移動通信》等后續課程的基礎，《數字通信理論》具有較強的理論性。《數字通信理論》課程具有一定的公式及理論推導，系統性強，學生普遍感覺該課程內容繁多、抽象、復雜，不易掌握。另外，需要從時域和頻域的角度分析和理解信道、信號的特性。這些都對學生的數學基礎提出了一定的要求。
1．3實踐性強
同時，《數字通信理論》又是一門與實驗和仿真緊密結合的課程。針對課程中各原理及技術，要求對各知識點進行實驗及MATLAB仿真，已達到對理論知識的深入理解，起到理論與實踐相結合的效果。通過實驗與仿真，增強了學生對課程的興趣，有利于學生實際動手操作及編程能力的培養。
1．4發展性強
《數字通信理論》是一門與新興通信技術緊密結合的課程，隨著新興通信技術的出現與發展，《數字通信理論》課程內容不斷的更新，從而起到課程內容保鮮的作用。將國內外新興通信技術引入教學內容中，使學生了解最新的科技前沿技術，開闊學生的眼界和知識面。
2教學方法研究與綜合運用
2．1做好課堂講授的內容和步驟
經過多年的教學研究，筆者認為在復雜繁多的教學內容中，按照提出問題、分析問題和解決問題的思路，搭建授課的體系結構，并鼓勵學生在理解的基礎上通過適當練習，準確把握課程的要點、重點、難點，從知識的點、線、面入手，融教材于一體，以達到較好的教學效果。另外，針對部分學生課后不能做到及時復習的問題，在組織和實施教學中，應該帶領學生復習前次課的內容，特別是重要的公式和概念最好板書并講解，以此加強學生對上次課內容的印象，鞏固所學知識。
2．2實現教師間、師生間互動教學模式
依據互動教學的思想，通過相互交流，實現教學體系的整體優化，提高教學效果。由于每個教師在知識結構、智慧水平、思維方式、認知風格、教育教學經驗等方面存在較大的差異，可以通過教師與教師之間的交流，相互啟發、相互補充，實現思維、智慧的碰撞，使原有的觀念更加科學和完善，有利于達成教學的目標。師生互動是教學過程中最基本，最常見的互動形式。經教師的啟發、引導、激活學生的思維，學生通過思考、判斷、選擇接納教師的理念，進一步激發學生的積極的求知意識，最終達到教學目標。在課堂的教學互動環節中，教師應努力培養學生參與求知的主觀意識，引導學生積極思考，使課堂教學氛圍積極活躍，提高學生學習的自主性。通過課堂互動，教師可以及時了解學生學習課程時難點所在，針對該部分內容重點講解。另外，教師還可以了解學生急切盼望得到的新內容，以便及時補充最新通信理論與技術。
2．3傳統教學方法和多媒體教學手段的結合
《數字通信理論》課程是一門具有一定理論深度的學科，公式和推導相對比較多，如果教師僅通過語言、黑板板書的傳統教學方式，會使板書占用時間增多、課堂的有效教學時間減少、信息含量下降、。為使課堂教學生動、形象、直觀,在增加信息量的同時更加注重教學水平的提高,筆者在實際教學中將傳統教學方法和多媒體教學手段的結合，具體方案如下：
1）充分利用現代教育技術,采用多媒體方式進行教學。
2）通過網絡環境,共享教學資源。
3）跟蹤學科的發展,注意知識更新。
4）豐富教學資源,擴大學生的自學空間。
5）對重點內容、重要公式、定理與結論采用板書方式，使教學重點、難點內容更為突出，更有利于學生的理解和記憶。
3結語
【關鍵詞】數字通信;自動調制識別算法;研究
所謂的數字通信信號自動調制識別技術主要是對通信系統中的信號進行處理，包括：信號調制、信號檢測、信號提取等處理技術。自動信號自動調節識別技術在通信領域獲得了很大的發展，而且有很多的相關研究正在不斷的涌現。數字通信信號自動調制識別技術屬于非合作通信的基礎，在民用和軍用上都相當廣泛。
一、數字通信信號調制識別方法分類介紹
通常數字信號調制識別的方法有傳統兩大分類，一類為基于決策理論的最大似然識別法;二類為特征提取的統計模式識別算法。而在統計模式識別法則主要有模式識別以及特征提取等，根據不同的調制信號中的不同設計來識別所有的分類器[1]。特征提取常常是對信號頻譜、瞬時信號、均值、星座特征以及高階統計等進行主要特征進行提取。決策理論的方法中，主要利用假設檢驗以及概率等來描述調制模式的識別問題，通過最小的識別誤差來對調制模式進行檢測判斷，因此可將其劃分為最優分類器。
二、調制識別技術概念
（一）調制
所謂的自動調制識別算法中的調制主要是當消息在傳輸過程中由于存在著頻率較低的頻譜分量，且不利于信號的直接傳播，那么通信系統往往需要加入調制過程以此來達到信道調制的效果。調制技術可以對信號的頻譜進行搬遷，將通信信號的頻譜搬到既定的位置上，然后將通信信號轉換成為適合信道傳輸的信號[2]。調制技術的方法種類有很多，而且根據信號的類型可將調制方法分為數字信號調制和模擬調制;根據信號在調制之后的頻譜類型可分為線性調制以及非線性調制。線性調制是通過改變載波的幅度來達到對基帶調制信號的頻譜搬移，此時的信號也保持了基帶信號的結構和線性關系，所以線性調制也被稱為幅度調制。而非線性調制則是通過改變載波的頻率和相位來實現頻譜的搬遷，即始終保持載波的幅度不變，而載波的頻率和相位卻發生改變。
（二）識別
通信信號自動調制的識別主要是在進行信號調制的過程中清楚信號的調制參數以及信息內容等。可判斷出信號所采取的調制方式，同時還可以根據某些調制的信息來確定調制的參數，那么我們在進行調制的過程中選取適當的算法為計算提供準確的參數[3]。識別技術中其主要的核心為分類器設計、特征提取等，其征的提取主要是對信號進行分析，根據不同的信號的時頻域分析來進行特征識別。
三、自動調制識別算法探索
（一）自適應lr算法
Lr算法屬于BP神經網絡算法的一種，lr值本是固定不變的。但是自適應lr算法確有著其自變的規律，若計算過程中可以在較平坦的曲面提高lr，反而加速了收斂減少了lr。可以表示為：w（k+1）=w（k）-η（k）F（w（k））。據該公式可知，通調整η（k）可以獲得較之BP神經網絡更快的收斂速度。Lr算法中將動量和自適應lr梯度算法結合起來，可以有效的提升學習的效率，還能夠限制網絡陷入局部極小值。
（二）L-M算法
L-M算法主要是利用目標函數進行一階和二階求導，其迭代式子為：w（k+1）=w（k）-（JT（k）J（k）+uI）-1J（k）（w（k）），u表示阻尼因子;I表示單位矩陣;J（k）表示雅克比矩陣。L-M算法則是通過調節阻尼因子來對迭代收斂方向實現動態調整。該算法則是結合了牛頓法和梯度下降法進行快速收斂。
（三）RPROP算法
RPROP算法與BP神經網絡算法的改進有所不同，該算法在調整網絡的過程中主要是利用函數的誤差，針對閥值偏導數、網絡權值等進行符號替代，可以有效的提升收斂的速度，這就解決了BP神經網絡收斂速度慢的缺點[5]。RPROP算法在調整網絡的時候，可以先設置一個權更新值“”，則全修正值為w，其算法的計算公式為：
wij（t）=-（t） >0 （1）
wij（t）=+（t） <0 （2）
wij（t）=0 其他 （3）
式中，t表示訓練的次數，而RPROP算法則采用批處理方式進行訓練。
則表示在地t時訓練時，訓練集的所有模式梯度累加。權更新值ij則表示在i、j此訓練之后E上的梯度信息，更能夠適應于學習更新。則其公式為：
ij（t）=η+×ij（t-1）
>0 （4）
ij（t）=η-×ij（t-1）
<0 （5）
ij（t）=0 其他 （6）
從上述的（4）、（5）、（6）式子看出，如果E的梯度符號發生改變，則表示wij變化太大，則ij應該乘以η-，使之減小。如果E上的梯度符號不變，則隨著wij增大，ij應乘以η+，則可以有效的加速誤差曲面的收斂。
四、結束語
數字通信信號自動調制識別在合作和非合作領域具有非常重要的價值，而且已經成為了當前重要領域的研究熱點技術。隨著通信信息技術的快速發展，對于自動化的要求越來越高，因此針對數字通信信號自動化調制識別算法具有非常重要的意義，值得我們不斷進行研究。
參考文獻
[1]李敏.數字通信信號自動調制識別技術的研究[D].哈爾濱工程大學，2012.
[2]蘆躍.數字信號調制識別及參數估計研究[D].蘇州大學，2013.
論文摘要：舒爾曼提出的“學科教學知識”推動了教育研究與實踐的向前發展。高校《通信原理》課程學科教學的知識結構與內容框架主要包括通信原理課程教學模式等七個方面，對《通信原理》課程教學策略的知識應用進行論述，具有較強的理論和現實意義。
一、教師的學科教學知識
在20世紀80年代的西方教師專業化運動中，美國斯坦福大學的Shulman教授，針對當時在對教師的資格認證中，將教師的教學能力簡單理解為教師具備的學科知識和教學知識的問題，指出對教師知識的分析是推動我們對教師行為分析的最主要的因素，提出了“學科教學知識”(pedagogical content knowledge/PCK，也有人譯為教育學內容知識、教學學科知識、教學專業知能、學科內容教學知識等)這一重要概念。舒爾曼認為，學科教學知識是學科知識和教育學知識的特殊混合體，是教師對學科知識獨特的專業理解，為教師所特有，是“教師對如何幫助學生理解具體學科內容而做出的理解”。學科教學知識使教師學會如何組織和呈現具體學科的主題、問題、結果，使之與學習者多樣的興趣與能力相適應，從而組織教學。學科教學知識的提出，為教師的專業化發展提供了理論基礎。
學科教學知識是教師在教學中將特定的學科教學內容加工轉化而形成的能為學生接受的知識。學科教學知識的形成需要教師對學科知識、教學知識、學生知識、情景知識等進行整合，并對教學經驗不斷歸納、總結與調整。因此，學科教學知識具有實踐性、情景性和個體性。學科教學知識的形成揭示了教師教學能力發展的復雜過程，使對教師教學能力的研究更為深人與科學。
舒爾曼提出的“學科教學知識”概念引起了學者們對與教師教學實踐相關知識的重視，學者們進行了大量的論述與研究，“學科教學知識”理論成為教師教育、課堂教學行為分析、科學教育等學科教育研究的重要內容與基礎框架。后經過修改和補充，舒爾曼又進一步闡釋了學科教學知識的框架。以此為基礎，學者根據自己的理解，提出了學科教學知識的內涵;盡管不同的學者有不同的見解，但大同小異，基本上都認為學科教學知識包括:教師教育信念、學科知識、教育學知識、關于學生的知識、教學情境知識等幾個方面。
二、《通信原理》課程教師的學科教學知識
現代社會是信息社會，電子與通信類專業從而也成為極為熱門的專業。在電子與通信類專業的課程結構中，《通信原理》是極為重要的專業基礎課程。此課程的主要任務在于研究通信系統中的基本概念和基本原理，讓學生掌握通信系統的基本組成、理論原理、實現方法和系統性能，能夠在后續課程的學習和工作中靈活應用，并激發他們對通信學科方面的學習興趣和熱情，使他們有足夠的自信和能力來適應這一日新月異的領域。該課程內容涉及隨機過程、復變函數與積分變換、信息論、信號與系統、數字信號處理等多方面的知識。高等教育是人才培養的主渠道，而教師則是決定學校教育質量的關鍵。在創新人才教育的大背景下，有必要對《通信原理》課程教師的知識結構框架進行分析、研究。
對于教師學科教學知識框架，除理論研究之外，也要進行實證研究，如調查分析、測量、比較等;而教師知識結構必然會涉及學科和專業。以往的研究多涉及基礎教育領域的教師;近年來，高等教育專業的教師學科教學知識也開始受到重視。筆者在理論分析、聽課、親歷教學的基礎上，提出了高校《通信原理》課程教師的學科教學知識框架。高校《通信原理》課程教師的學科教學知識應該包括如下主要內容:
(一)《通信原理》課程教學模式知識
《通信原理》課程教學方法因課程中具體內容的性質而有所不同，常用的教學模式有:仿專家思考模式，是要求學生像通信專家一樣思考，強調學術嚴謹，以傳授專業知識為主的教學模式。概念轉換模式，是通過使學生產生情景上的沖突，改變學生原有的概念，幫助他們建立通信科學概念的模式。探究模式，包括一般意義上的探究和以學習共同體為中心、分工負責、利用實驗室條件進行研究的“小組合作學習”或“合作探究”模式。基于項目或課題的教學模式，即以“導向”性的問題為中心，圍繞一個主題組織概念、原理，指導學生通過實驗和調查得出解決方案等。
在熟悉《通信原理》課程教學模式的基礎上，應根據本科和高職專科的《通信原理》課程教學目標的不同和學生基礎的不同，采用不同的課程教學模式。根據作者的經驗，本科教學中適合采用仿專家思考模式、概念轉換模式、探究模式;高職專科教學中，則宜運用基于項目或課題的教學模式和探究模式。這些模式在教學中還需要靈活交替使用。不論采用何種教學模式，《通信原理》課程的教師都應當具備體現《通信原理》課程特點的教學策略。筆者在教學中大量使用了理論教學與實驗、實習相結合，以及案例教學的策略。
(二)通信專業課程專業培養目標和教學目標知識
通信專業的培養目標是:培養一批具有堅實的理論基礎、很強的創新意識和動手能力的人才，主要培養德智體全面發展、基礎扎實、知識面寬、素質高、富有創新意識、在通信領域內獲得專業訓練的高級技術人才，以適應國家加速信息化發展對人才的需要。專業是以通信技術為主，結合計算機應用的寬口徑專業。根據教學目標，我們應該重點圍繞通信系統設計、智能信息處理、無線通信及測控、現代交換技術、光通信技術、計算機視覺與圖像處理等展開教學應用型人才的培養。
只有從總體上理解了通信專業課程專業培養目標和教學目標，才能在課程教學中處理好《通信原理》和其他課程的關系，達到預期的專業培養目標。為此，我們需要根據創新人才教育的大思路，從高等教育特點和各學校具體條件出發，結合各個專業的特點，加強專業理論教學、實驗教學、實踐教學活動。
(三)《通信原理》課程目標與內容知識
為了適應新世紀的需要，《通信原理》課程的培養目標是:培養具有厚基礎、寬口徑、高素質、強能力，特別是具有工程實踐能力和創新能力的科技人才。通過本課程的學習，使學生獲得必要的信息通信與傳輸方面的基礎理論知識和基本技能，為后續專業課程的學習打下扎實的理論基礎和動手能力;使學生在模擬和數字通信方面建立清晰的系統概念，掌握通信系統的一般分析方法，并具備一定的通信系統設計能力;使學生了解通信技術的最新發展方向，從而把握通信學科發展脈絡，激發學生的主動性與創新性，提高學生的綜合素質和創新能力，為培養能夠解決挑戰性問題的新一代工程師打下堅實的基礎。
《通信原理》課程內容具體包括:通信的概念、通信系統基本組成、數字通信系統、信道簡介;信息嫡的基本概念;AWGN信道下香農信道容量理論;信號的頻域分析方法，自相關函數與功率譜密度，互相關函數與互譜密度;Hillbert變換，解析信號，等效基帶分析;隨機信號與平穩隨機信號，窄帶平穩隨機信號，高斯白噪聲過程;模擬調制;模擬信號的數字化;高斯白噪聲信道中的數字傳輸;帶限AWGN信道下的數字傳輸等。對這些內容的深入了解和精深掌握是做好《通信原理》課程教學的前提條件。
除了對這些基礎知識的牢固掌握以外，教師還應該對通信的研究史和發現史、學科研究與開發最新進展，特別是光電子通信有較多的了解，并在教學中適當進行最新研究與開發成果介紹。
(四)學生對本專業知識的理解能力知識
通信專業教師應該了解學生對具體專業知識的理解能力，包括學生學習需要和學習困難的知識。所謂學生學習需要的知識指的是學生在學習某個通信原理課程內容之前必備的專業知識和技能。學生的學科理解能力是影響教學效果的重要原因。只有深人了解學生學習《通信原理》課程需要哪些預備知識、難點是哪些等，才能有的放矢，提高學生學習的積極性，提高教學效果。學生學習《通信原理》課程時，較難理解和接受的知識包括通信的抽象概念、隨機過程概念、信息熵、Hillbert變換，教師教學中應該努力讓學生掌握這些方面的內容。
(五)通信安全意識
通信安全涉及國家、單位，以及個人的通信秘密保障，關乎國家、社會征集、經濟、軍事等各方面的安全。現有的《通信原理》課程教材都不涉及通信安全教育，這是一個很大的缺陷。《通信原理》課程教師不僅自己應該具有一定的通信安全知識和相關思考，更應該將其滲透于《通信原理》課程的教學之中。
三、《通信原理》課程學科教學知識的運用
《通信原理》課程教師應該具備上述學科教學知識，并能熟練地運用于教學實踐活動中。作者在自己的教學實踐中對《通信原理》課程學科教學知識進行了靈活運用。下面對其中的教學策略知識的運用舉例說明如下:
(一)學科知識傳授方面，教學重點放在數字通信系統部分
《通信原理》內容包括通信的基本理論、模擬調制、數字傳輸、編碼技術幾個大部分。由于現代通信的發展方向是數字通信，因此，教學重點在數字通信系統部分。在課程的開始階段，讓學生準確把握數字通信系統的組成、各模塊的功能，使得學生能夠把本課程的內容有機地組合起來，在學習具體知識點時能明確它們在通信系統中所起的作用，收到“既見樹木，又見森林”的效果。《通信原理》是一門理論和實踐并重的課程，在理論教學方面，要讓學生掌握通信系統的基本組成、理論原理、分析方法。為了提高教學效果，在課堂上采用設問思考和逆向思考提問等教學方法，啟發學生思考、誘發學生的思維、激起學生的求知欲望。在教學過程中注重考慮學生的學習方法和接受能力，在備課時，采用換位思考方法，感受學生的困惑，考慮講解的技巧，以在最短的時間內收到最佳的教學效果。同時根據不同的教學內容和教學對象，注意將學生自學和精講重點、難點結合起來。在每章及每小節結束時，注意進行課程總結，讓學生及時鞏固所學內容，便于繼續學習新的內容。
(二)通過介紹新技術進展，提高學生學習的興趣
《通信原理》是通信專業的基礎課程，涉及的最新技術不多，而本院電子信息與科學技術專業通信方面的后續課程也不多。而且，在中國的高等教育中，工科教育的一個較明顯的缺陷是最新科研與開發成果很難及時在教材中體現，用什么教材講什么內容的傳統也使得最新科研與開發成果很難在教師的授課過程中被包括進來。通信的發展日新月異，新技術層出不窮，如何在有限的課時里讓學生掌握通信基本理論的同時，盡量了解更多關于通信方面的新理論和新技術是教學中需要解決的問題之一。作者在教學中采用課內附帶介紹最新進展的形式來實現。例如，在講解基本內容的同時，附帶介紹了移動通信的發展狀況、移動通信中常用多址方式、3G技術及其現狀等內容，既能提高學生的學習興趣，開拓其視野，也能為他們將來從事這方面的研究和開發指明方向。
(三)通過CAI和仿真輔助教學，加深對理論的理解
大量使用多媒體進行教學，并在課件設計上注意突破簡單的演示型模式，體現知識的建構過程，重視知識要點的剖析，提高學生主體的參與程度;在課堂講解上，注意將重點內容在黑板上列出，避免讓學生有看電影的感覺，同時便于學生理解掌握原理，從而彌補了傳統教學和多媒體教學各自的不足;同時，利用仿真軟件對通信系統進行仿真觀察，提高了學生對理論的理解能力，培養了學生的系統觀念。
(四)加強教學實踐，鞏固所學內容
《通信原理》是一門實驗性很強的課程，為了幫助學生鞏固所學的內容，加深理解，筆者在教學中采用兩種方法來進行教學實踐。其一，精心設計實驗，利用本系現有的實驗設備，設計實驗內容;其二，利用MATLAB仿真軟件，編寫仿真程序，采用課堂演示的方法。比如，通過仿真實現多種解調方式的誤碼率曲線，可以讓學生們直觀地了解它們的性能差異，體會“面對面”交流的樂趣。而編程基礎比較好的同學可以開發一個簡單的數字通信系統，重點讓學生練習使用信源編碼信道及接收機的仿真實現等。這樣，既提高了學生的編程能力，也加深了其對整個通信系統的理解。
【關鍵詞】脈沖編碼調制；均勻量化；非均勻量化；線性；非線性；MATLAB
0.引言
20世紀70年代后期，超大規模集成電路的脈沖編碼調制（PCM）編、解碼器的出現，使PCM在光纖通信、數字微波通信、衛星通信中得到越來越廣泛的應用。因此，PCM已經成為數字通信中一門十分重要的技術。PCM也是通信工程專業學生必修的部分。學生可以通過該系統的實驗，加深線性編碼和非線性編碼等概念的理解，進一步掌握有關數字通信系統性能的分析方法和基本研究方法。
1.Matlab簡介
MATLAB是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）的簡稱，是美國MathWorks公司出品的商業數學軟件，用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分，它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態系統的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數學軟件。它在數學類科技應用軟件中在數值計算方面首屈一指。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數和數據、實現算法、創建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。
2.脈沖編碼調制（PCM）基本原理
脈沖編碼調制（PCM）概念是1937年由法國工程師Alec Reeres最早提出來的。1946年美國Bell實驗室實現了第一臺PCM數字電話終端機。1962年后，晶體管PCM終端機大量應用于市話網中局間中繼線，使市話電纜傳輸電話路數擴大24-30倍。70年代后期，超大規模集成電路的PCM編、解碼器的出現，使PCM在光纖通信、數字微波通信、衛星通信中獲得了更廣泛的應用。因此，PCM已經成為數字通信中一個十分基本的問題。
脈沖編碼調制簡稱脈碼調制，它是一種將模擬語音信號變化成數字信號的編碼方式。脈碼調制的過程如圖2所示。
PCM主要包括抽樣、量化與編碼三個過程。抽樣是把連續時間模擬信號轉換成離散時間連續幅度的抽樣信號；量化是把離散時間連續幅度的抽樣信號轉換成離散時間離散幅度的數字信號；編碼是將量化后的信號編碼形成一個二進制碼組輸出。國際標準化的PCM碼組（電話語音）是八位碼組代表一個抽樣值。從通信中的調制概念來看，可以認為PCM編碼過程是模擬信號調制一個二進制脈沖序列，載波是脈沖序列，調制改變脈沖序列的有無或“1”、“0”，所以PCM成為脈沖編碼調制。
圖1.1 PCM原理圖
編碼后的PCM碼組，經數字信道傳輸，可以是直接的基帶傳輸或者是微波、光波載頻調制后的通帶傳輸。在接收端，二進制碼組反變換成重建的模擬信號■(t)。在解調過程中，一般采用抽樣保持電路，所以低通濾波器均采用■型頻率響應以補償抽樣保持電路引入的頻率失真■。
預濾波是為了把原始語音信號的頻帶限制在300-3400Hz標準的長途模擬電話的頻帶內。由于原始語音頻帶是40-10000Hz左右，所以預濾波會引入一定的頻帶失真。
整個PCM系統中，重建信號■(t)的失真主要來源于量化以及信道傳輸誤碼，通常，用信號與量化噪聲的功率比，即信噪比S/N來表示。
3.線性PCM與對數PCM的性能比較
下面以正弦信號輸入為例，來分析線性PCM編碼與對數PCM編碼的信噪比（SNR）特性。
3.1均勻量化
由通信原理可知，當輸入為正弦信號a=Am*sin(0.1*pi*x)，且信號不過載時，若取量化間隔數為L，且L=2n，n為正整數。則有信噪比
SNR≈4.77+20logD+6.02n
單位為分貝（dB），其中D=Am/■V，V為最大量化電平。在不過載的范圍內，信噪比隨輸入信號的增加呈線性增加。
3.2非均勻量化
3.2.1 A律壓縮特性
假設輸入的正弦信號a=sin(0.1*pi*x)的相位是隨機的，且在(-π,π)范圍內等概率分布。則有：
量化噪聲功率
σ■■=■,0≤a≤1/A
σ■■=■{[2-(aA)2]sin-1(■)+■+■},1/A≤a≤1
其中C=1/(1+InA),A=87.6。
以及正弦波瞬時功率S=■
根據上面3個公式，可以編制出以下程序，求得輸入樣值數組x和信噪比數組SNR。并繪制出SNR特性曲線。
x=0:0.01:20;
a=sin(0.1*pi*x);
a2=max(a); %求幅值的最大值
b=length(a);
a1=abs(a); %求輸入信號的絕對值
X=20*log10(a1/a2);
n=8;
SNR1=6.02*n+4.77+X; %均勻量化的信噪比
plot(X,SNR1)
axis([-80 0 0 70]);
ylabel('SNR(dB)');xlabel('20logD');
grid on
text('Position',[-30,15],'String','L=256');
《數字通信理論》是一門與新興通信技術緊密結合的課程，隨著新興通信技術的出現與發展，《數字通信理論》課程內容不斷的更新，從而起到課程內容保鮮的作用。將國內外新興通信技術引入教學內容中，使學生了解最新的科技前沿技術，開闊學生的眼界和知識面。
2教學方法研究與綜合運用
2．1做好課堂講授的內容和步驟
經過多年的教學研究，筆者認為在復雜繁多的教學內容中，按照提出問題、分析問題和解決問題的思路，搭建授課的體系結構，并鼓勵學生在理解的基礎上通過適當練習，準確把握課程的要點、重點、難點，從知識的點、線、面入手，融教材于一體，以達到較好的教學效果[3]。另外，針對部分學生課后不能做到及時復習的問題，在組織和實施教學中，應該帶領學生復習前次課的內容，特別是重要的公式和概念最好板書并講解，以此加強學生對上次課內容的印象，鞏固所學知識。
2．2實現教師間、師生間互動教學模式
依據互動教學的思想，通過相互交流，實現教學體系的整體優化，提高教學效果。由于每個教師在知識結構、智慧水平、思維方式、認知風格、教育教學經驗等方面存在較大的差異，可以通過教師與教師之間的交流，相互啟發、相互補充，實現思維、智慧的碰撞，使原有的觀念更加科學和完善，有利于達成教學的目標[4]。師生互動是教學過程中最基本，最常見的互動形式。經教師的啟發、引導、激活學生的思維，學生通過思考、判斷、選擇接納教師的理念，進一步激發學生的積極的求知意識，最終達到教學目標。在課堂的教學互動環節中，教師應努力培養學生參與求知的主觀意識，引導學生積極思考，使課堂教學氛圍積極活躍，提高學生學習的自主性。通過課堂互動，教師可以及時了解學生學習課程時難點所在，針對該部分內容重點講解。另外，教師還可以了解學生急切盼望得到的新內容，以便及時補充最新通信理論與技術。
2．3傳統教學方法和多媒體教學手段的結合
《數字通信理論》課程是一門具有一定理論深度的學科，公式和推導相對比較多，如果教師僅通過語言、黑板板書的傳統教學方式，會使板書占用時間增多、課堂的有效教學時間減少、信息含量下降[5]。為使課堂教學生動、形象、直觀,在增加信息量的同時更加注重教學水平的提高,筆者在實際教學中將傳統教學方法和多媒體教學手段的結合，具體方案如下：1）充分利用現代教育技術,采用多媒體方式進行教學。2）通過網絡環境,共享教學資源。3）跟蹤學科的發展,注意知識更新。4）豐富教學資源,擴大學生的自學空間。5）對重點內容、重要公式、定理與結論采用板書方式，使教學重點、難點內容更為突出，更有利于學生的理解和記憶。
3結語
關鍵詞：通信設備 數字技術 鐵路信號技術 促進
中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0020-02
我國自開展現代化建設以來，社會不斷向前邁進，科學技術水平也愈見增長。我國鐵路運輸已經逐步實現了提速、重載以及車站、區間和列車聯合控制的一體化運行等各種目標，然而仍存在長足的發展空間，其現代化、智能化、自動化還需要通過新興的通信設備以及數字技術的科學結合來達成。
1 鐵路信號技術以及通信設備、數字技術的概念
1.1 鐵路信號技術的定義
鐵路信號具體來講是指利用一些指定的物體和設備等等使鐵路的行車人員了解相關車輛的運行條件、行車設備的狀態以及接收行車指令信息，通常采用燈等易識別的物品，通過改變其顏色、數量、形態或位置來傳達信息，或是直接用儀表、音響設備等器械來傳達。鐵路信號技術的良好發展能夠提高鐵路的車站、區間通過能力，并且提高鐵路員工工作效率，從而達到增加鐵路經濟效益的目標。
1.2 通信設備的定義及分類
通信設備，即Industrial Commun ication Device，包括有線通訊設備和無線通訊設備，主要用于工控環境。有線通訊設備包括路由器、光端機、交換機、modem、PCM等設備，主要解決工業現場的串口通訊、專業總線型的通訊、工業以太網的通訊以及各種通訊協議之間相互的轉換；而無線通訊設備則包括無線網卡、無線網橋、無線AP、天線、無線避雷器等等設備。
1.3 數字技術的定義
數字技術，即Digital Technology，是指利用相關設備將圖、文、聲、像等各種信息轉化成電子計算機能夠識別的二進制數字0與1之后，再進行加工、儲存、發送、傳遞、還原的一種現代技術，是同電子計算機相輔相成的一項科學技術。
2 我國鐵路信號技術的發展進程和通信數字化
2.1 我國鐵路信號技術的發展歷程
隨著我國鐵路運輸不斷提速，鐵路信號技術也有相應的變化、進步。
鐵路運輸的最初階段主要采用人工閉塞的形式，通信設備制式雜亂無章，信號顯示無法統一，通信裝備少、技術水平也比較低下。
而改革開放為鐵路信號技術的迅速發展提供了一定的機遇，使鐵路制式的人工閉塞逐漸由半自動閉塞、三顯示自動閉塞、四顯示、多顯示自動閉塞乃至準移動閉塞所取代，ZPW-2000系列軌道電路已經成為全路統一的軌道電路制式，與區間同制式的軌道在站內得以應用；現在營業線上的機車信號已經基本上都配置成功了，接近連續式和連續式機車信號都在迅速發展中，列車的超速防護系統也在部分區間進行了科學的試驗；不同速度等級的ATP設備相繼安裝至CRH動車組，車載設備向更安全發展，比如CRH-200H、CRH-200C、CRH-300H、CRH-300S、CRH-300T等等；在一些大站以及主要干線的中間站上，車站聯鎖已逐步實現繼電集中化，所研發出的不同型號的全電子式微機聯鎖也已經在現場逐步推廣應用中；高速鐵路上逐漸全面地采用調度集中系統，綜合調度系統技術也正在推進；DMIS一期工程已經到了竣工階段，這說明行車指揮現代化已經進入了實質階段；提速道岔分動外鎖閉轉換設備已經上道應用了，這就基本保障了提速列車能夠安全運行及提高過岔速度；CTCS-2、CTCS-3級列控系統已廣泛應用于客運專線和高速鐵路建設中，同系統相應的配套設備也都已經成功上道，如列控中心、臨時限速服務器、無線閉塞中心RBC等；交流外鎖閉轉轍設備成為主要應用產品，如700K、ZDJ9、ZYJ7等；信號監測系統正在向集中化、智能化、網絡化發展。迄今為止，我國鐵路信號技術已經接近工業發達國家，而若要超過他們則需要進一步的努力，并且尤其需要在通信設備的數字化上更加下功夫。
2.2 通信設備與數字技術的結合對于我國鐵路運輸信號技術的促進意義
促進鐵路運輸的不斷發展，使其達到提速、重載的目標，通信設備硬件質量和技術水平在其中起到了舉足輕重的作用，是鐵路信號技術的重要支撐。這一點在我國青藏線ITCS中GPS、高鐵CTCS-3中GSM-R已然得到了充分的證明。為了促進鐵路信號技術的發展，我們需要全面引進計算機技術，充分利用計算機的高速分析計算功能，而數字信號處理技術（DSP，Digital Signal Processing）就在此時適時出現了。
以往我國鐵路運輸中的信號技術不夠純熟，通信設備也不夠高端，主要依托軌道電路來傳達信息，在安全保障以及工作效率等方面還存在許多問題。
自21世紀起，在鐵路運輸的信號工作中就開始充分運用計算機設備和網絡通訊技術，與早前的簡單設備和模擬信號處理技術相比較而言，通信設備網絡化、數字化的可靠性及實時性顯然更高，通信質量更高，傳播距離更長，保密性更強，設備更加小型化，運算精度以及抗干擾性能更加優化，功能也更多。現在鐵路管理中數字化的通信系統具有集中管理、遠程維護、故障自動診斷、自動切換等功能，還可以自動記錄相關信息；不僅能夠滿足當前鐵路調度、指揮的需求，還可以開展環境監測、電源檢測及預留容量空間等工作；不僅能夠實現全雙工通信，還可以進行有效回波抑制、AGC自動增益控制、自行適應線路條件等，能夠確保通信系統在強噪音環境之中正常運行；在拓撲結構之中的數字通信系統擁有數字環自愈保護功能，當采用網型網和環形網的時候，能保證數字環任意一處的斷開都不會對系統的正常運行產生影響；數字通信系統還具有一定的兼容性，同有些區段仍在運行的模擬通信設備能夠兼容，使數字通信方式和模擬通信方式能夠起到互相備用的作用。
鐵路信號技術中專用通信設備的數字化是鐵路通信發展的必然趨勢。通信設備數字化的根本原理即為將通信設備與數字技術結合起來運行，主要形式為把先進的計算機軟件運用于列車的運行控制系統中，以將現代化的鐵路通信設備與數字化控制系統科學地組合起來，從而達到建立新型信號操作系統開發平臺的目的，最終促進鐵路信號技術的充分發展。
3 通信設備與數字技術結合的發展趨勢
雖然由于社會經濟的發展速度越來越快以及鐵路運輸的需求壓力越來越大，使對列車運營的速度和安全性的要求也越來越高，然而因為我國現代科學技術水平不斷提高，使我國鐵路信號技術也足以保障鐵路運輸的高效率、安全性。鐵路信號技術的網絡化能夠保障鐵路運輸的安全運營及集中調度，依托高端的計算機網絡技術，通過將現代化通訊設備與數字控制技術有效結合，促進鐵路信號技術系統全面實現智能化、網絡化、信息化。隨著通信設備與數字技術結合的新發展，鐵路信號技術中將陸續引入各種高新技術，包括ZFFT（ZOOM-FFT）、小波信號處理技術、現代譜分析技術等等。
3.1 通信設備與數字技術結合的智能化
智能化主要體現在兩個方面，一是系統智能化，二是控制設備智能化。系統智能化是指鐵路高層管理部門依托先進的計算機設備，依據鐵路運輸系統的自身實況來科學合理地控制列車的運行，優化鐵路的整體通信技術系統，從而使鐵路運輸得到整體控制、科學管理；而控制設備的智能化則指建立高效能的執行機構，使其精確、迅速地獲取道路指揮者所需信息，并且依據信息來指揮、控制列車的運營。
3.2 通信設備與數字技術結合的網絡化
現代化的鐵路通信技術不再是僅僅把各種通訊設備進行簡單組合，信號技術系統內部的各項要素在各自獨立進行工作的基礎上還互相聯系溝通、交換實時信息，共同組建功能完善、層次分明的鐵路運輸網絡化結構及控制系統。鐵路通信網絡化便于運輸指揮者迅速地、全面地獲取轄區內的各種實時信息，從而下達正確、及時的指令，靈活配置系統資源，以保障信號系統的安全、高效工作，保證鐵路運輸和行車安全。
3.3 通信設備與數字技術結合的信息化
鐵路信號技術發展的必然趨勢即為以信息化帶動鐵路產業現代化。全面、有效、精準地獲取交通線路上的各種信息才能夠保證高速列車能夠安全運營，現代鐵路信號系統正在將各種先進的通信設備和通信技術投入使用中，比如光纖、無線、衛星通信與定位技術等。
在鐵路通信技術未來的發展中，還需要提高數字通信設備的質量水平并優化其功能；進一步完善數字技術體系和技術標準；圍繞優化數字通信系統以及提高信號設備的安全完整性等級（SIL）等方面進行相關的探究；通過創新數字技術或是引進、消化、國產化國際技術的方式，對不同等級的數字信號技術設備進行改善更新；發展聯鎖、閉塞和列車運營管理一體化技術；采用北斗衛星定位技術和云計算等先進技術來促進鐵路的信號技術數字化發展；發展信號動靜態檢測、監控及智能分析技術等。
4 結語
總而言之，我國鐵路的信號技術隨著鐵路的發展進程也在不斷發生變化，并且達成了將列車、區間、車站三者共同控制的高效運作模式。而通過鐵路通信設備與數字技術的結合，也促進了行車調度指揮自動化等技術領域的革新，讓過去控制分散、功能單調以及通信信號相對獨立的情況不再出現，從而使鐵路信號技術逐漸趨向智能化、網絡化、數字化，鐵路操作系統亦更加完善。
參考文獻
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