《通信原理》課程教學(xué)大綱

《通信原理》課程雙語(yǔ)教學(xué)大綱課程代碼：ABJD0611課程中文名稱(chēng):通信原理課程英文名稱(chēng)：PrinciplesofCommunications課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課/必修課程學(xué)分?jǐn)?shù)：4學(xué)分課程學(xué)時(shí)數(shù)：64學(xué)時(shí)（56+8）授課對(duì)象：電子信息工程專(zhuān)業(yè)本課程的前導(dǎo)課程：高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、信號(hào)與系統(tǒng)一、課程簡(jiǎn)介本課程以通信系統(tǒng)的基本理論為主要內(nèi)容，教材、作業(yè)、考試、報(bào)告等過(guò)程采用英文，課堂授課輔以中文講解。結(jié)合實(shí)際通信系統(tǒng)的應(yīng)用使學(xué)生加深對(duì)通信基本理論及通信系統(tǒng)基本工作原理的掌握和理解，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)新能力；培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用和設(shè)計(jì)新的通信系統(tǒng)的能力。同時(shí)，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)水平。本雙語(yǔ)教學(xué)課程采用問(wèn)題探討與課程講授、主題討論與案例討論等教學(xué)方式，實(shí)行互動(dòng)研究型教學(xué)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的理論素養(yǎng)和通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析能力。因此，本課程要求課前必須閱讀教材的相關(guān)部分和參考文獻(xiàn)；課上主動(dòng)參與討論；課后按時(shí)完成布置的家庭作業(yè)與思考問(wèn)題。同時(shí)，也借鑒國(guó)內(nèi)外知名大學(xué)關(guān)于通信原理課程的教學(xué)實(shí)踐和內(nèi)容，拓展學(xué)生的專(zhuān)業(yè)視野和培養(yǎng)學(xué)生接觸學(xué)科前沿的能力，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的興趣。二、教學(xué)基本內(nèi)容和要求本課程主要由以下內(nèi)容組成：（理論教學(xué)56個(gè)學(xué)時(shí)）（一）緒論（4學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：通信系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)模型及分類(lèi)；通信技術(shù)的發(fā)展歷史及趨勢(shì)；信號(hào)、消息；信息及其度量，信息量和平均信息量；通信系統(tǒng)的性能度量。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)模型。

2．信息量與平均信息量（信息的熵）的計(jì)算。

3．碼元速率，信息速率，頻帶利用率，誤碼率，誤信率的定義與計(jì)算。難點(diǎn)：信息量與平均信息量（信息的熵）的計(jì)算。課程教學(xué)要求：了解模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)模型。掌握信息量與平均信息量（信息的熵）的計(jì)算。掌握碼元速率，信息速率，頻帶利用率，誤碼率，誤信率的定義與計(jì)算。（二）確定信號(hào)分析（4學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的過(guò)程。確定信號(hào)的時(shí)域和頻域分析。傅立葉變換關(guān)系式，傅立葉變換的主要運(yùn)算特性，常用信號(hào)的傅立葉變換；信號(hào)的能量和能量譜密度；信號(hào)的功率和功率譜密度。（以復(fù)習(xí)《信號(hào)與系統(tǒng)》相關(guān)內(nèi)容為主）課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：信號(hào)及其正交展開(kāi)變換、信號(hào)的傅氏分析、相關(guān)函數(shù)及功率譜密度函數(shù)。難點(diǎn)：卷積定義式，時(shí)域卷積定理，頻域卷積定理。課程教學(xué)要求：理解傅立葉變換的主要運(yùn)算特性，常用信號(hào)的傅立葉變換掌握信號(hào)的能量和能量譜密度；信號(hào)的功率和功率譜密度。（三）隨機(jī)信號(hào)分析（6學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：隨機(jī)過(guò)程及白噪聲的概念；平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的數(shù)字特征（均值、方差、相關(guān)函數(shù)）的計(jì)算方法；平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)后的自相關(guān)、功率譜的計(jì)算方法；正態(tài)隨機(jī)過(guò)程、窄帶噪聲的特征、分析方法；信號(hào)加窄帶噪聲的分析方法。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.隨機(jī)過(guò)程的數(shù)字特征。2.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的特性—各態(tài)歷經(jīng)性3.高斯過(guò)程的一維概率密度函數(shù)的特性。4．正弦波加窄帶高斯過(guò)程。5．平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)的特點(diǎn)。難點(diǎn)：1.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的相關(guān)函數(shù)與功率譜密度。2平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)的特點(diǎn)。課程教學(xué)要求：掌握平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的數(shù)字特征（均值、方差、相關(guān)函數(shù)）的計(jì)算方法；掌握平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)后的自相關(guān)、功率譜的計(jì)算方法；掌握正態(tài)隨機(jī)過(guò)程、窄帶噪聲的特征、分析方法；信號(hào)加窄帶噪聲的分析方法。（四）信道（6學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：信道數(shù)學(xué)模型；隨參信道、恒參信道；信息論、香農(nóng)定理。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.恒參信道特性及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?．隨參信道的三個(gè)特點(diǎn)及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?．信道容量的概念，香農(nóng)公式的含義及計(jì)算。難點(diǎn)：1.恒參、隨參信道特性及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?．隨參信道特性的改善—分集接收。3.信道容量的概念及求法。課程教學(xué)要求：掌握信道數(shù)學(xué)模型；隨參信道、恒參信道；信息論、香農(nóng)定理。（五）模擬調(diào)制系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：線性調(diào)制、非線性調(diào)制、相干解調(diào)、非相干解調(diào)的概念；各類(lèi)模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能分析方法；各類(lèi)調(diào)制的應(yīng)用。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.幅度調(diào)制的原理及抗噪聲性能。2.非線性調(diào)制的原理及頻率調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。3.各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較。難點(diǎn)：1．線性調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲性能

2．調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能。3.復(fù)合調(diào)制及多級(jí)調(diào)制的概念。課程教學(xué)要求：理解線性調(diào)制、非線性調(diào)制、相干解調(diào)、非相干解調(diào)的概念；（六）數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：無(wú)碼間串?dāng)_系統(tǒng)的條件及滾降無(wú)串?dāng)_系統(tǒng)特性的分析方法；時(shí)域均衡的分析及計(jì)算方法；基帶傳輸系統(tǒng)特性；主要傳輸碼型差分碼、AMI、HDB3的編碼規(guī)則及特點(diǎn)；部分響應(yīng)系統(tǒng)編碼方法；奈奎斯特定理；眼圖的含義及作用。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型，基帶信號(hào)的頻譜特性。2.無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性。3.部分響應(yīng)系統(tǒng)。4.基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能。5.檢測(cè)系統(tǒng)性能的實(shí)驗(yàn)手段—眼圖。難點(diǎn)：1.基帶信號(hào)的頻譜特性。2.無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性及抗噪聲性能。3.部分響應(yīng)系統(tǒng)。4.時(shí)域均衡原理及實(shí)現(xiàn)方法。課程教學(xué)要求：掌握基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型，基帶信號(hào)的頻譜特性；掌握無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性；掌握基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能。掌握檢測(cè)系統(tǒng)性能的實(shí)驗(yàn)手段—眼圖。（七）正弦載波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：ASK、FSK、PSK調(diào)制、解調(diào)原理，已調(diào)信號(hào)時(shí)域表示及頻譜結(jié)構(gòu)；數(shù)字系統(tǒng)抗噪性能分析方法；理解數(shù)字載波鍵控概念；MSK、QPSK、OQPSK、QAM等系統(tǒng)的性能及特點(diǎn)。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1．二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理及抗噪聲性能分析。2.二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較3.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理及抗噪聲性能分析。難點(diǎn)：1.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理及抗噪聲性能分析。2．改進(jìn)的數(shù)字調(diào)制方式。課程教學(xué)要求：掌握二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理及抗噪聲性能分析。掌握二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較掌握多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理及抗噪聲性能分析。（八）模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：抽樣定理；PCM編碼原理（A律13折線非線性量化編碼）及量化信噪比的計(jì)算方法；增量編碼調(diào)制（DM）的原理；時(shí)分復(fù)用及復(fù)用信號(hào)帶寬計(jì)算方法；數(shù)字壓擴(kuò)總和增量編碼調(diào)制的原理。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1．PCM系統(tǒng)組成,PCM調(diào)制原理，13折線A率的編譯碼方法及PCM系統(tǒng)中的噪聲分析2.增量調(diào)制（ΔM）原理及ΔM系統(tǒng)中的量化噪聲分析。3.差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)系統(tǒng)。4．時(shí)分復(fù)用和多路數(shù)字電話(huà)系統(tǒng)。難點(diǎn)：1．13折線A率的編譯碼方法2.DPCM系統(tǒng)中的量化噪聲分析。3.語(yǔ)音和圖像的壓縮編碼。課程教學(xué)要求：掌握PCM系統(tǒng)組成，PCM調(diào)制原理，13折線A率的編譯碼方法及PCM系統(tǒng)中的噪聲分析掌握增量調(diào)制（ΔM）原理及ΔM系統(tǒng)中的量化噪聲分析掌握差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)系統(tǒng)。（九）數(shù)字信號(hào)的最佳接收（6學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：匹配濾波器的設(shè)計(jì)分析方法；最佳接收原理；數(shù)字信號(hào)接收的統(tǒng)計(jì)描述，最佳基帶系統(tǒng)；確知信號(hào)的最佳接收機(jī)的設(shè)計(jì)；最佳接收準(zhǔn)則，匹配濾波器原理及計(jì)算。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1．關(guān)于最佳接收的準(zhǔn)則表述。2．確知信號(hào)最佳接收的分析。3．普通接收機(jī)與最佳接收機(jī)的性能比較。

4．匹配濾波器原理及其在最佳接收中的應(yīng)用。

5．最佳基帶傳輸系統(tǒng)難點(diǎn)：1．確知信號(hào)最佳接收的分析。2．匹配濾波器在最佳接收中的應(yīng)用。教學(xué)方法：課堂講解、課后仿真課程教學(xué)要求：理解關(guān)于最佳接收的準(zhǔn)則表述。確知信號(hào)最佳接收的分析。普通接收機(jī)與最佳接收機(jī)的性能比較。了解匹配濾波器原理及其在最佳接收中的應(yīng)用。（十）差錯(cuò)控制編碼（4學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：線性分組碼編碼原理，一致校驗(yàn)矩陣及生成矩陣的計(jì)算方法；漢明碼、循環(huán)碼的特點(diǎn)及編碼方法；最小碼距概念及其與糾、檢錯(cuò)能力的關(guān)系。差錯(cuò)控制編碼基本概念和分類(lèi)；常用的差錯(cuò)控制編碼：重復(fù)碼、奇偶校驗(yàn)碼、方陣碼、等比碼和正反碼，線性分組碼生成和校驗(yàn)方法，糾檢錯(cuò)能力。常用的差錯(cuò)控制編碼方法和性能。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.線性分組碼的編碼原理2.漢明碼、循環(huán)碼的特點(diǎn)及編碼方法3．最小碼距概念及其與糾、檢錯(cuò)能力的關(guān)系4．循環(huán)碼的編碼與解碼。難點(diǎn)：1.循環(huán)碼的原理2.生成矩陣和一致校驗(yàn)矩陣的性質(zhì)課程教學(xué)要求：理解線性分組碼的編碼原理掌握漢明碼、循環(huán)碼的特點(diǎn)及編碼方法理解最小碼距概念及其與糾、檢錯(cuò)能力的關(guān)系掌握循環(huán)碼的編碼與解碼。（十一）同步原理（2學(xué)時(shí)）課程教學(xué)內(nèi)容：掌握載波同步、位同步及幀同步的工作原理及獲取同步的方法課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1．載波同步法（插入導(dǎo)頻法和直接法）的原理和載波同步系統(tǒng)的性能分析。

2．位同步法（插入導(dǎo)頻法和直接法），位同步系統(tǒng)的性能及其相位誤差對(duì)性能的影響。

3．群同步法（起止式同步法、連貫式插入法、間隔式插入法）的原理同步系統(tǒng)的性能。

4．網(wǎng)同步的基本概念。難點(diǎn)：1．群同步法（起止式同步法、連貫式插入法、間隔式插入法）的原理同步系統(tǒng)的性能。

2．?dāng)U展頻譜系統(tǒng)同步。課程教學(xué)要求：掌握載波同步法（插入導(dǎo)頻法和直接法）的原理和載波同步系統(tǒng)的性能分析；理解位同步法（插入導(dǎo)頻法和直接法），位同步系統(tǒng)的性能及其相位誤差對(duì)性能的影響。理解群同步法（起止式同步法、連貫式插入法、間隔式插入法）的原理同步系統(tǒng)的性能。

理解網(wǎng)同步的基本概念。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及基本要求通過(guò)通信原理實(shí)驗(yàn)課程，鞏固、加深并擴(kuò)大學(xué)生所學(xué)到的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基本理論分析、處理實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、細(xì)致踏實(shí)的科學(xué)作風(fēng)和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，并加深學(xué)生對(duì)抽象過(guò)程的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生了解集成電路在通信系統(tǒng)中應(yīng)用的新技術(shù)，加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的能力。實(shí)驗(yàn)一數(shù)字基帶信號(hào)1.實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容（1）用示波器觀察單極性非歸零碼、AMI碼、HDB3碼（2）用示波器觀察從HDB3和AMI碼中提取位同步信號(hào)的電路中有關(guān)波形（3）用示波器觀察AMI、HDB3譯碼輸出波形2.實(shí)驗(yàn)的基本要求（1）要求學(xué)生熟悉單極性非歸零碼、AMI碼、HDB3碼（2）了解和學(xué)習(xí)使用數(shù)字信源模塊和編譯碼模塊3.實(shí)驗(yàn)所需基本設(shè)備：示波器、萬(wàn)用表、通信原理實(shí)驗(yàn)箱和PC機(jī)實(shí)驗(yàn)二數(shù)字調(diào)制1.實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容（1）用示波器觀察絕對(duì)碼、相對(duì)碼波形。（2）用示波器觀察各數(shù)字調(diào)制波形2.實(shí)驗(yàn)的基本要求（1）掌握絕對(duì)碼、相對(duì)碼概念及它們之間的變換關(guān)系（2）掌握用鍵控法產(chǎn)生2ASK、2FSK、2DPSK信號(hào)的方法（3）掌握絕對(duì)碼波形與2DPSK、相對(duì)碼波形與2PSK之間的關(guān)系3.實(shí)驗(yàn)所需基本設(shè)備：示波器、萬(wàn)用表、通信原理實(shí)驗(yàn)箱和PC機(jī)實(shí)驗(yàn)三數(shù)字解調(diào)1.實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容（1）示波器觀察2DPSK信號(hào)相干解調(diào)的各點(diǎn)波形（2）示波器觀察2FSK過(guò)零檢測(cè)解調(diào)器的各點(diǎn)波形2.實(shí)驗(yàn)的基本要求（1）掌握2DPSK相干解調(diào)原理（2）掌握2FSK過(guò)零檢測(cè)解調(diào)原理3.實(shí)驗(yàn)所需基本設(shè)備：示波器、萬(wàn)用表、通信原理實(shí)驗(yàn)箱和PC機(jī)實(shí)驗(yàn)四幀同步1.實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容（1）觀察幀同步碼無(wú)錯(cuò)誤時(shí)幀同步器的維持態(tài)。（2）觀察同步器的假同步現(xiàn)象和同步保護(hù)作用。2.實(shí)驗(yàn)的基本要求（1）掌握巴克碼識(shí)別原理掌握同步保護(hù)原理四、教學(xué)方法與手段課堂講解和討論、實(shí)驗(yàn)鞏固五、教學(xué)學(xué)時(shí)分配章節(jié)與內(nèi)容課時(shí)作業(yè)量備注緒論4確定信號(hào)分析3隨機(jī)信號(hào)分析5信道4模擬調(diào)制系統(tǒng)6數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)6正弦載波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)6模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)6數(shù)字信號(hào)的最佳接收6差錯(cuò)控制編碼6同步原理4課程實(shí)驗(yàn)8合計(jì)64六、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1、考核方法出勤10%，作業(yè)或報(bào)告20%，實(shí)驗(yàn)20%，期末考試50%。2、成績(jī)?cè)u(píng)定按照百分制給定課程總成績(jī)。七、教學(xué)參考資源1．參考書(shū)目：樊昌信編，通信原理（第六版），國(guó)防工業(yè)出版社（教材中文版本）曹志剛等編，現(xiàn)代通信原理，清華大學(xué)出版社周炯磐等編，通信原理，北京郵電大學(xué)出版社DigitalandAnalogCommunicationSystems(5thor6thEdition).清華大學(xué)出版社（影印版：數(shù)字與模擬通信系統(tǒng)）SimonHaykin,CommunicationSystems,電子工業(yè)出版社（影印版：通信系統(tǒng)）J.G.Proakis.DigitalCommunication(4rdEdition).電子工業(yè)出版社（影印版：數(shù)字通信）2．與課程相關(guān)主要網(wǎng)站西安電子科技大學(xué)通信原理網(wǎng)站/txgc/東南大學(xué)通信原理網(wǎng)站/jpkc/declare/2006txyl/old/1.htm北京交通大學(xué)通信原理網(wǎng)站/course/xnjp/dzxy/txxtyl南京郵電大學(xué)通信原理網(wǎng)站85/tongxin/index.aspx武漢科技大學(xué)通信原理網(wǎng)站/ec/C69/kcjsgh-1.htm西南交通大學(xué)現(xiàn)代通信原理網(wǎng)站/C102/Course/Index.htm無(wú)線資訊網(wǎng)/通信世界網(wǎng)/Winlab(羅格斯大學(xué))