《通信原理2》課程教學(xué)大綱

《通信原理2》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱通信原理CommunicationPrinciple課程編碼OSI323321035開課院部海洋與空間信息學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分3.5課內(nèi)學(xué)時(shí)56講授56實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)0適用專業(yè)光電信息科學(xué)與工程授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）、電路與模擬電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)課程簡介（限選）（課程簡介...）通信原理是電子信息工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程主要介紹數(shù)字基帶傳輸、數(shù)字頻帶傳輸、模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸、差錯(cuò)控制編碼以及最佳接收等通信系統(tǒng)的基本原理、基本性能和基本分析方法，以及在電子通信工程領(lǐng)域的應(yīng)用。該課程研究的主體是信號(hào)和噪聲，涉及到時(shí)域分析和頻域分析，形成了編碼理論、調(diào)制理論、檢測理論等理論體系，是后續(xù)課程《現(xiàn)代通信技術(shù)》（包括移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、光纖通信）、《通信網(wǎng)》、《交換技術(shù)》等的理論基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握信息傳輸?shù)幕驹?，具有分析和設(shè)計(jì)數(shù)字通信系統(tǒng)的能力，為學(xué)習(xí)后繼的專業(yè)課程、進(jìn)行科研以及實(shí)際工作等都打下良好的理論基礎(chǔ)，同時(shí)達(dá)到與同行進(jìn)行有效溝通、交流并闡述自己觀點(diǎn)的素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)。（對應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)：1.1，1.2，12.1）(Courseintroduction...)communicationprincipleisaprofessionalbasiccourseforelectronicinformationengineeringmajor.Thiscoursemainlyintroducesthebasicprinciples,basicperformanceandbasicanalysismethodsofcommunicationsystemssuchasdigitalbasebandtransmission,digitalfrequencybandtransmission,digitaltransmissionofanalogsignals,ErrorControlCodingandoptimalreception,anditsapplicationinthefieldofelectroniccommunicationengineering.Themainbodyofthiscourseissignalandnoise,whichinvolvestimedomainanalysisandfrequencydomainanalysis,formingtheoreticalsystemssuchascodingtheory,ModulationTheoryanddetectiontheory,itisthetheoreticalbasisofthefollow-upcourses"moderncommunicationtechnology"(includingmobilecommunication,satellitecommunicationandopticalfibercommunication),"communicationnetwork"and"switchingtechnology.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmasterthebasicprinciplesofinformationtransmission,havetheabilitytoanalyzeanddesigndigitalcommunicationsystems,andlearnsubsequentprofessionalcourses,tolayagoodtheoreticalfoundationforscientificresearchandpracticalwork,andatthesametimetoachievethequalitytraininggoalofeffectivelycommunicatingwithpeersandexplainingtheirownviews.(Correspondinggraduationrequirementsindexpoints:1.1,1.2,12.1)負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：理解并掌握通信系統(tǒng)的基本概念和基本分析方法，并能運(yùn)用高等數(shù)學(xué)、概率論、信號(hào)與系統(tǒng)等基礎(chǔ)知識(shí)對信息傳輸領(lǐng)域問題的性能進(jìn)行分析和指標(biāo)參數(shù)的計(jì)算。是1.11.12M2目標(biāo)2：能夠運(yùn)用通信系統(tǒng)的基本原理和分析方法，對各種通信系統(tǒng)模塊或者模型進(jìn)行推演計(jì)算，并得出正確的結(jié)論。是1.11.13M3目標(biāo)3：能夠針對電子信息領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題建立通信系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，識(shí)別和判斷通信系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)。是1.21.24M4目標(biāo)4：關(guān)心通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，具有自主學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。是12.112.1三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第1章第1章緒論本章重點(diǎn)：數(shù)字通信系統(tǒng)特點(diǎn)、信息量、碼元速率與信息速率、誤碼率與誤信率。本章難點(diǎn)：信息量的計(jì)算方法、數(shù)字通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)的求解。////21.11.1通信及通信系統(tǒng)通信定義及發(fā)展，通信系統(tǒng)的基本概念，通信系統(tǒng)的組成、分類及通信方式M1,M42講授、討論6課后作業(yè)、報(bào)告31.21.2信息及信息量信息的概念，離散消息的信息量計(jì)算公式，離散信源的平均信息量，總信息量。M11講授、討論1課后作業(yè)41.31.3通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)通信系統(tǒng)的有效性、可靠性。M1,M21講授、討論1課后作業(yè)5第2章第2章基礎(chǔ)知識(shí)本章重點(diǎn)：確定信號(hào)的時(shí)域及頻域、廣義平穩(wěn)隨機(jī)過程，廣義信道，高斯白噪聲。本章難點(diǎn)：廣義平穩(wěn)隨機(jī)過程的定義及性質(zhì)，高斯窄帶隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)特性////62.12.1確定信號(hào)的分析確定信號(hào)時(shí)域性質(zhì)，確定信號(hào)的頻域性質(zhì)。M11講授、討論1課后作業(yè)72.22.2隨機(jī)過程隨機(jī)過程的定義、數(shù)字特征，平穩(wěn)隨機(jī)過程的定義及性質(zhì)，高斯隨機(jī)過程的定義及性質(zhì)，窄帶隨機(jī)過程，正弦波加窄帶高斯過程，高斯白噪聲和帶限高斯白噪聲。M12講授、討論2課后作業(yè)82.32.3信道信道的分類及數(shù)學(xué)模型，對信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀诺乐械脑肼?。M11講授、討論1課后作業(yè)9第3章第3章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)本章重點(diǎn)：數(shù)字基帶信號(hào)傳輸系統(tǒng)、AMI碼和HDB3碼、無碼間串?dāng)_系統(tǒng)、抗噪聲性能及部分響應(yīng)系統(tǒng)。本章難點(diǎn)：數(shù)字基帶信號(hào)傳輸系統(tǒng)組成框圖、AMI碼和HDB3碼編譯碼規(guī)則、無碼間干擾的時(shí)域和頻域條件、奈奎斯特準(zhǔn)則的應(yīng)用、奈奎斯特速率及奈奎斯特帶寬的求解，二進(jìn)制單雙極性碼誤碼率的分析方法、部分響應(yīng)波形及頻譜特點(diǎn)。////103.13.1數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的組成框圖，數(shù)字基帶信號(hào)波形，數(shù)字基帶信號(hào)數(shù)學(xué)表達(dá)式，數(shù)字基帶信號(hào)頻譜（功率譜）分析。M1,M22講授、討論2課后作業(yè)113.23.2基帶傳輸常用的碼型傳輸碼型的選擇原則,AMI碼、HDB3碼，CMI碼等的編譯碼規(guī)則。M1,M22講授、討論2課后作業(yè)123.33.3碼間串?dāng)_及無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的模型，碼間串?dāng)_的數(shù)學(xué)表示，無碼間串?dāng)_的時(shí)域與頻域條件,無碼間串?dāng)_的理想低通特性，無碼間串?dāng)_的升余弦滾降特性。M1,M2,M33講授、討論3課后作業(yè)133.43.4基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能及眼圖二進(jìn)制單、雙極性基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率，眼圖的形成機(jī)理，眼圖的模型。M1,M23講授、討論3課后作業(yè)143.53.5部分響應(yīng)和時(shí)域均衡第一類部分響應(yīng)波形、頻譜特點(diǎn)，碼間串?dāng)_特點(diǎn)，相關(guān)編碼與預(yù)編碼，時(shí)域均衡原理。M1,M2,M32講授、討論2課后作業(yè)15第4章第4章數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)本章重點(diǎn)：二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制、二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的抗噪聲性能、多進(jìn)制的數(shù)字調(diào)制。本章難點(diǎn)：二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理、PSK與DKSK的關(guān)系、二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的抗噪聲性能分析，4PSK的調(diào)制解調(diào)過程，MSK，GMSK////164.14.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理ASK、FSK、PSK、DPSK的原理，包括信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式、頻譜特征，調(diào)制與解調(diào)的方法。M1,M2,M33講授、討論3課后作業(yè)174.24.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的抗噪聲性能2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的相干及非相干解調(diào)誤碼率計(jì)算。M1,M2,M33講授、討論3課后作業(yè)184.34.3二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的比較頻譜特征的比較，抗噪聲性能（誤碼率）的比較，對信道特性變化敏感性的比較。M1,M31講授、討論1課后作業(yè)194.44.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的原理多進(jìn)制ASK、FSK、PSK、DPSK的基本原理。M1,M32講授、討論2課后作業(yè)204.54.5現(xiàn)代移動(dòng)通信調(diào)制技術(shù)最小頻移鍵控（MSK）、高斯最小頻移鍵控（GMSK）的基本原理，正交頻分復(fù)用（OFDM）的基本原理以及擴(kuò)頻技術(shù)。M1,M2,M33講授、討論3課后作業(yè)21第5章第5章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸本章重點(diǎn)：模擬信號(hào)的數(shù)字化、均勻量化、A律十三折線、增量調(diào)制、時(shí)分復(fù)用。本章難點(diǎn)：模擬信號(hào)的數(shù)字化過程、均勻量化量化信噪比的分析、十三折線A律特性編碼、PCM基群幀結(jié)構(gòu)、PCM基群碼速率與帶寬計(jì)算。////225.15.1引言模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸?shù)倪^程。M1,M21講授、討論1課后作業(yè)235.25.2抽樣及脈沖調(diào)制理想低通抽樣定理推導(dǎo)與結(jié)論，理想帶通抽樣定理結(jié)論，三種模擬脈沖調(diào)制（PAM、PDM、PPM）的定義，PAM信號(hào)的頻譜分析。M1,M2,M32講授、討論2課后作業(yè)245.35.3量化量化原理，均勻量化的概念與均勻量化信噪比的計(jì)算，非均勻量化的概念，A律十三折線法實(shí)現(xiàn)非均勻量化特性的原理。M1,M23講授、討論3課后作業(yè)255.45.4脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制的基本原理，自然二進(jìn)制碼和折疊二進(jìn)制碼，十三折線A率特性編碼，PCM系統(tǒng)的噪聲性能分析。M1,M23講授、討論3課后作業(yè)265.55.5增量調(diào)制系統(tǒng)增量調(diào)制原理，增量調(diào)制系統(tǒng)的量化噪聲。M1,M22講授、討論2課后作業(yè)275.65.6時(shí)分復(fù)用和復(fù)接時(shí)分復(fù)用的基本概念，準(zhǔn)同步數(shù)字體系、同步數(shù)字體系。M1,M21講授、討論1課后作業(yè)28第6章第6章差錯(cuò)控制編碼本章重點(diǎn)：基本概念、線性分組碼、循環(huán)碼、卷積碼。本章難點(diǎn)：最小碼距與糾檢錯(cuò)能力、線性分組碼的原理與編碼方法、循環(huán)碼的原理與編碼方法，卷積碼的編解碼過程。////296.16.1概述信道的分類，幾種主要的差錯(cuò)控制技術(shù)，ARQ系統(tǒng)的工作原理與分類。M1,M21講授、討論1課后作業(yè)306.26.2糾錯(cuò)編碼的基本原理碼重與碼距，最小碼距與糾檢錯(cuò)能力。M1,M21講授、討論1課后作業(yè)316.36.3線性分組碼線性分組碼的特例，監(jiān)督矩陣，生成矩陣，錯(cuò)誤圖樣，校正子，線性分組碼的封閉性與碼重。M1,M22講授、討論2課后作業(yè)326.46.4循環(huán)碼循環(huán)碼原理（碼多項(xiàng)式的概念與運(yùn)算、循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式、生成矩陣），循環(huán)碼的編碼電路。M1,M22講授、討論2課后作業(yè)336.56.5卷積碼卷積碼的定義，卷積碼的編碼電路，卷積碼的編碼過程及譯碼方法。M1,M22講授、討論2課后作業(yè)34第7章第7章最佳接收本章重點(diǎn)：最佳接收機(jī)，匹配濾波器。本章難點(diǎn)：數(shù)字信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性，確知信號(hào)的最佳接收機(jī)，匹配濾波器的傳輸特性及性能。////357.17.1數(shù)字信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性及最佳接收接收噪聲和接收信號(hào)的概率密度函數(shù)，最佳判決門限電平。M1,M22講授、討論2課后作業(yè)367.27.2確知數(shù)字信號(hào)的最佳接收機(jī)最佳接收機(jī)的原理框圖以及最佳接收的誤碼率。M1,M21講授、討論1課后作業(yè)377.37.3匹配濾波器數(shù)字信號(hào)的匹配濾波器的傳輸特性以及實(shí)際匹配濾波器的性能。M1,M21講授、討論1課后作業(yè)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時(shí)作業(yè)1、每周布置2~3道題目，平均每次課1道題以上。2、成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評分。3、考核學(xué)生對通信系統(tǒng)系統(tǒng)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力題型主要有作圖、分析和計(jì)算題。10%2課堂測試1、充分利用雨課堂平臺(tái)對學(xué)生進(jìn)行當(dāng)堂測試，檢查學(xué)生對每一次課堂知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。2、每次課堂布置1-2道客觀題，1道主觀題，分別考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的理解及綜合應(yīng)用能力。10%3大作業(yè)1、本課程要求利用Matlab、Simulink等現(xiàn)代仿真工具建立研究對象的模型，設(shè)置各模塊參數(shù)，設(shè)計(jì)出能夠解決通信系統(tǒng)問題的實(shí)驗(yàn)方案。2、根據(jù)模型建立情況和實(shí)驗(yàn)方案的準(zhǔn)確性評分。20%4報(bào)告1、 要求撰寫一篇有關(guān)5G或通信方向的報(bào)告。2、考核學(xué)生查閱文獻(xiàn)、能否有條理有邏輯地完成設(shè)計(jì)文檔及報(bào)告的能力。10%5期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、作圖題、分析題、計(jì)算題等。50%五、評分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)20%A.按時(shí)提交作業(yè)，解題步驟清晰，答案準(zhǔn)確B.按時(shí)提交作業(yè)，解題步驟比較清晰，答案較準(zhǔn)確C.不能按時(shí)提交作業(yè)，解題步驟基本清晰，答案準(zhǔn)確2M1課堂測試20%A.客觀題90%準(zhǔn)確，主觀題解題步驟清晰，結(jié)果準(zhǔn)確B.客觀題80%準(zhǔn)確，主觀題解題步驟比較清晰，結(jié)果準(zhǔn)確C.客觀題80%以下準(zhǔn)確率，主觀題解題步驟比較清晰3M1期末考試60%按照評分標(biāo)準(zhǔn)4M2平時(shí)作業(yè)20%A.按時(shí)提交作業(yè)，解題步驟清晰，答案準(zhǔn)確B.按時(shí)提交作業(yè)，解題步驟比較清晰，答案較準(zhǔn)確C.不能按時(shí)提交作業(yè)，解題步驟基本清晰，答案準(zhǔn)確5M2課堂測試20%A.客觀題90%準(zhǔn)確，主觀題解題步驟清晰，結(jié)果準(zhǔn)確B.客觀題80%準(zhǔn)確，主觀題解題步驟比較清晰，結(jié)果準(zhǔn)確C.客觀題80