中国古诗词在通信原理课程中的应用.docx

中国古诗词在通信原理课程中的应用中国古诗词在通信原理课程中的应用 内容摘要：兴趣是学习的最大动力，它是一种生命能量，源自于内在的生命感受。中国古诗词是生命的载体，是触发生命感受的特殊媒介。在通信原理课程的教学中，借用古诗词的语言模式作沁园春五首，提炼出课程的主要教学内容，触发读者的生命感受，引发兴趣。 关键词：通信原理 古诗词 沁园春 生命能量 兴趣 通过近五年通信原理课程的教学改革，从章节结构、内容到教学形式都做过一些不同的尝试。从学生的学习效果来看，成绩优秀的同学都是对学习有浓厚的兴趣，愿意花更多的时间去探索那一组组概念和一个个公式背后的意义。这种兴趣来自哪里？是天生的吗？为什么有的人兴趣能够持久而有的如昙花一现？如果不能从根本上激发学生兴趣，从小处讲，学好一门课程很难，从大处讲，很难融入社会竞争、发挥自己的人生价值。 兴趣本质上是一种生命的能量，生命能量饱满的人会将此一能量投射到和他的生命感受相一致的地方，他对生命的感受到哪里，就会投射到哪里，感受有多深刻，就会有多持久。通俗地讲，就是对某一件事物持续的兴趣或热情。一个人格健全的人，他的生命能量是充实的，只要不是遭受过分的压抑或扭曲，会自发的产生兴趣。如何引导到有意义的地方，并产生发自内心的生命感受，这就是教师的功能。 通信原理是电子、通信专业的必修基础课程，“阐述通信系统的基础理论、技术与分析方法”【1】，在专业领域里起着承先启后的桥梁作用，为后续专业课程的学习打下重要的基础。它从整个系统的立场，对点到点通信过程中碰到的问题、釆用的技术、遵循的原理、衡量的标准作了全面的介绍。初学者难免会感到内容繁杂，深奥难解，因此失去兴趣，最终不得其门而入。如何从艰涩难懂的技术语言中培养生命的感受？同样的内容，换一种生命语言的表达形式，或许是一种有益的尝试。 唐诗宋词是中国文化中极为辉煌的成就，千载而下，读来仍让人心胸激荡，情意悠长。之所以能有这种穿越时空振撼心灵的力量，乃是因为诗词是发自于生命的东西，是将生命中那种宽广、雄健、细腻、柔美乃至悲壮的觉受，用一定的“体式结构”【2】表现于外，使读者透过此一媒介进入到作者的生命境界里，感受那丰富多彩的生命意义，从而产生共鸣和激荡，这是生命能量的活水源头。所以古诗词的语言模式本身就是生命淬炼出的形式。故而历来倡导诗教是有其道理的，它是一种人格的熏陶和养成，欲培养良好的兴趣，诗词是很好的下手处。 词与诗相比，形式上更多变化，参差错落、长短不齐;内容上，“词给人的回味，词的韵味悠长可以引起人丰富的联想”【3】。对于通信原理这种现代科学所诞生的产物，它的术语没有经过悠久历史的锤炼，因而缺乏字数、平仄、韵律的先天优势，同时技术细节艰深而繁广，不可能事无巨细的表达岀来，只能提出要点，更多的要留待读者自己回味和联想。因此暂且认为词更适合作为表达的媒介。 沁园春是一首词牌名，又名“东仙”、“寿星明”、“洞庭春色”等。双调，一百十四字。前段十三句，四平韵;后段十二句，五平韵。字数适中，长短得宜，韵律简单。更因为毛泽东主席的一首沁园春雪而广为人知，所以选择词牌沁园春来进行创作，一共五首，分述如下： 一.沁園春（简论通原） 简论通原，模拟消息，数字以传。看信源编码，八千釆样，非均量化，折线十三。信道香农，概无差错，有线方能基带编。须同步，入时钟分量，功谱形宽。 码间干扰添烦，又加噪、眼图用以观。治之根升滤、收发匹配，二为一体，众乱皆安。无线传输，高频调制，借载波幅频相参。收同步，逆之为译码，通信方完。 简释：第一首是通信原理的综述，包含了一个完整的通信系统所必备的基本功能和关键技术：信源编码、模拟信号数字化、香农信道编码、基带传输编码、同步技术、无码间干扰传输、眼图、根升余弦滤波、调制解调等。 二.沁园春（绪论成章） 绪论成章，系统之初，概念为基。论消息二种，一模一数，形殊体异，信号分枝。无限值模，有则为数，故度量之法相岐。信息量，比特随机性，概率熵值。 香农信道容极，信噪比、带宽决高低。信道媒介质，若空若有，带宽实际，热噪高斯。系统因袭，亦别模数，调制还知基带稀。数同步，脉冲基带处，出入玄机。 简释：此为绪论章，描述重要的基本概念，如模拟消息和数字消息的区别在于取值的有限和无限，以及对应的模拟通信系统和数字通信系统;信息量取决于随机性，单位是比特;熵;香农定理;信道的本质是带宽;典型加性噪声的高斯分布;基带不足以传输，故而调制;数字通信系统的同步技术;基带传输编码里面的玄机是要插入时钟分量。 三.沁园春（基础知识） 基础知识，信号复习，傅氏为基。论时频双域，体一用异，度量大小，功率为依。适用随机，唯功率谱，成份频宽据此析。高白噪，干扰皆同力，功谱常值。 相关函数被积，转频域、得功谱我期。论带通信号，解析变换，复包络现，对应唯一。抗噪分析，莱斯表示，信噪解调增益时。概率论，信号随机性，一脉相袭。 简释：基础知识章主要是复习信号的概念，其中傅立叶变换、功率谱是重点，特别是随机信号都从功率谱分析;加性高斯白噪声的特点;功率谱的计算;通过分析复包络来分析带通信号，把带通信号写成莱斯表达式的形式，可以用于抗噪分析时噪声的表达式;随机信号的一套分析工具是从概率论发展而来。 四.沁园春（模拟传输） 模拟传输，载波为媒，调制为心。论调幅四种，收发公式，波形频谱，总是要津。包络呈形，常规之谓，指数衡量程度深。双边带，单边残留带，效率超群。 相频等效同根，看线性，在于相或频。卡森公式里，秋千为喻，带宽计算，易记当真。调角频宽，性能卓越，信噪优于幅度们。若应用，乐声调角度，幅度语音。 简释：模拟传输部分，调制解调技术是核心，载波是个媒介;调幅具体有四种方法，调制解调公式、时域波形以及频域谱形是理解的要领;常规调幅是调制在包络上，调幅指数来衡量调制的程度，虽然简单但是效率低;双边带、单边带、残留边带提高了调制效率，当然就没有调制在包络上;角度调制中，调相调频是等效的，端看是相位还是频率跟消息信号成线性关系;卡森公式计算调角信号的带宽非常简单;调角信号信噪比远高于调幅，所以常用调角（调频）信号欣赏音乐，调幅可以满足语音的需求。 五.沁园春（基带传输） 基带传输，时钟谱形，脉冲续成。以二元为论，归零与否，有无极性，功谱特征。信道低通，接收过滤，匹配为优去噪声。眼图看，纹平眉清秀，重噪难惊。 码间干扰称雄，因信道、带宽有限称。采样须巧劲，余弦滚降，过零每处，拖尾无形。匹配收发，根升相伴，二者合一美目睁。收同步，早迟门锁相，符号重生。 简释：基带传输部分，通过脉冲幅度调制将数字序列变成连续的电流电压信号，通过线路编码加入时钟分量并改造功率谱的形状，以适合在某种信道上传输;釆用匹配滤波器提高釆样点处的信噪比，最大限度的抑制噪声;由于带限信道，所以存在码间干扰;将系统总频响设计成升余弦滚降的谱形，分摊在匹配滤波器的收发两端，满足奈奎斯特准则以消除码间干扰;通过眼图的实验观察能够掌握系统的性能。接收时需要同步来恢复码元序列，早迟门是一种同步技术。 实际教学中，在每一章最后用一首词作总结，往往引起学生的极高关注，在读词的同时就在联想背后的意义。由于平仄韵律基本都是按照词牌的规范，朗朗上口。这种现代科学内涵和中国古代词牌格律的奇特结合，读起来别有一番滋味在心头，能够触及读者的生命感受，引发兴趣，进而导向教学的目的，因此不失为一种有益的尝试。 4