《通信原理》教學(xué)大綱

《通信原理》教學(xué)大綱課程編碼：08265016課程名稱：通信原理英文名稱：PrinciplesofCommunications開(kāi)課學(xué)期：7學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/3（其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)16）課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)選修課開(kāi)課專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器、電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科生先修課程：概率論、信號(hào)與系統(tǒng)選用教材：《通信原理》，樊昌信主編，國(guó)防工業(yè)出版社，主要參考書(shū)：1、《通信系統(tǒng)原理》，曹金玉、李莉、趙蓉主編，通信系統(tǒng)原理，吉林大學(xué)出版社，1998年2、《現(xiàn)代通信原理》，曹志剛，清華大學(xué)出版社，1992年3、《通信系統(tǒng)原理》，馮玉珉，清華、北方交通大學(xué)出版社，2003年4、《通信技術(shù)概論》，徐少敏，深圳市華為技術(shù)有限公司，1998年5、《現(xiàn)代通信原理與技術(shù)》，張輝，西安電子科技大學(xué)出版社，2002年一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)本課程是電子與信息類專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)理論課。適合在四年級(jí)上學(xué)期開(kāi)設(shè)。本課程的任務(wù)旨在使學(xué)生掌握現(xiàn)代通信原理，尤其是數(shù)字通信的基本概念、基本理論以及基本的分析方法；熟悉通信系統(tǒng)的組成和工作原理；了解通信系統(tǒng)主要組成部分的實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)掌握好本課程內(nèi)容對(duì)于分析各種通信系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)是很有幫助的。二、教學(xué)基本要求1、掌握通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)，并通過(guò)這些指標(biāo)對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行衡量和比較。2、系統(tǒng)掌握不同的通信系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的作用、原理。3、掌握各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的原理及抗噪聲性能4、掌握數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)工作原理，及其無(wú)碼間干擾的傳輸特性5、掌握數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)原理，以及系統(tǒng)的抗噪聲性能。6、采用理論與實(shí)踐相結(jié)合，理論講述與實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生完成本門(mén)課程的學(xué)習(xí)任務(wù)之后，能夠自覺(jué)地對(duì)實(shí)踐中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析并提出解決辦法。三、各章節(jié)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第一章緒論（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的與要求使學(xué)生對(duì)通信系統(tǒng)有較清晰的認(rèn)識(shí)，并重點(diǎn)認(rèn)識(shí)數(shù)字通信系統(tǒng)；掌握通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)；學(xué)會(huì)信息量的計(jì)算方法。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)引言第二節(jié)通信系統(tǒng)的組成第三節(jié)通信系統(tǒng)的分類及通信方式第四節(jié)信息及其度量第五節(jié)主要性能指標(biāo)考核要求掌握內(nèi)容：通信系統(tǒng)的基本問(wèn)題與主要性能指標(biāo)；模擬通信與數(shù)字通信；信息量、平均信息量、信息速率。熟悉內(nèi)容：通信系統(tǒng)的分類；通信方式。了解內(nèi)容：通信的概念與發(fā)展；第二章

隨機(jī)信號(hào)分析（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的與要求本章內(nèi)容是本課程后續(xù)章節(jié)的數(shù)學(xué)工具，要求掌握平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的數(shù)字特征與概率密度函數(shù)，其相關(guān)函數(shù)與功率譜密度；掌握高斯過(guò)程與窄帶隨機(jī)過(guò)程；了解n維聯(lián)合概率密度函數(shù)。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)引言第二節(jié)隨機(jī)過(guò)程的一般表述第三節(jié)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程第四節(jié)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的相關(guān)函數(shù)與功率譜密度第五節(jié)高斯過(guò)程第六節(jié)窄帶隨機(jī)過(guò)程第七節(jié)隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)考核要求掌握內(nèi)容：平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的數(shù)字特征與概率密度函數(shù)；平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的相關(guān)函數(shù)與功率譜密度；高斯過(guò)程與窄帶高斯過(guò)程；熟悉內(nèi)容：平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程；平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的各態(tài)歷經(jīng)性；隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)。了解內(nèi)容：隨機(jī)信號(hào)與隨機(jī)過(guò)程；n維聯(lián)合概率密度函數(shù)。第三章信道（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目的與要求要求學(xué)生對(duì)通信系統(tǒng)的信道種類、特性及其對(duì)信號(hào)的影響有清楚的了解；掌握調(diào)制信道、編碼信道的模型；了解隨參信道特性的改善技術(shù)。掌握Shannon信道容量公式。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)信道定義第二節(jié)信道數(shù)學(xué)模型第三節(jié)恒參信道舉例、特性及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懙谒墓?jié)隨參信道舉例、特性及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懙谖骞?jié)隨參信道特性的改善——分集接收技術(shù)第六節(jié)信道的加性噪聲第七節(jié)信道容量的概念考核要求掌握內(nèi)容：調(diào)制信道模型；編碼信道模型；恒參信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?；加性高斯白噪聲；Shannon信道容量公式。熟悉內(nèi)容：信道的定義與模型；恒參信道實(shí)例；隨參信道實(shí)例；隨參信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?；起伏噪聲；噪聲等效帶寬；連續(xù)信道的信道容量“三要素”。了解內(nèi)容：隨參信道特性的改善。第四章模擬調(diào)制系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)）教學(xué)目的與要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握線性調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)的原理及抗噪聲性能；熟悉非線性調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)原理；熟悉頻分復(fù)用的概念；了解復(fù)合調(diào)制及多級(jí)調(diào)制的概念。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)引言第二節(jié)幅度調(diào)制的原理及抗噪聲性能第三節(jié)非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理及抗噪聲性能第四節(jié)各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較第五節(jié)頻分復(fù)用第六節(jié)復(fù)合調(diào)制及多級(jí)的概念考核要求掌握內(nèi)容：AM、DSB、SSB信號(hào)調(diào)制與解調(diào)；AM、DSB、SSB信號(hào)抗噪聲性能。熟悉內(nèi)容：VSB、FM、PM信號(hào)的調(diào)制原理；頻分復(fù)用的概念。了解內(nèi)容：FM信號(hào)的解調(diào)原理；復(fù)合調(diào)制及多級(jí)調(diào)制的概念。第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)）教學(xué)目的與要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握數(shù)字基帶信號(hào)，基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型和編碼原理，掌握無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性；熟悉數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜特性，熟悉基帶脈沖傳輸與碼間干擾，熟悉眼圖的概念和產(chǎn)生方法，熟悉時(shí)域均衡的實(shí)現(xiàn)方法；了解部分響應(yīng)系統(tǒng)。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)引言第二節(jié)數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性第三節(jié)基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型第四節(jié)基帶脈沖傳輸與碼間干擾第五節(jié)無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性第六節(jié)部分響應(yīng)系統(tǒng)第七節(jié)基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能第八節(jié)眼圖第九節(jié)時(shí)域均衡考核要求掌握內(nèi)容：數(shù)字基帶信號(hào)；AMI碼、HDB3碼、PST碼、雙相碼的編碼原理和主要優(yōu)缺點(diǎn)；無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性；無(wú)碼間干擾時(shí)的基帶系統(tǒng)抗噪聲性能。熟悉內(nèi)容：數(shù)字基帶信號(hào)與頻譜特性；基帶脈沖傳輸與碼間干擾；眼圖；時(shí)域均衡。了解內(nèi)容：Miller碼、CMI碼、nBmB碼、4B/3T碼；部分響應(yīng)系統(tǒng)。第六章正弦載波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)）教學(xué)目的與要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)的原理，掌握2ASK，2FSK，2PSK，2DPSK的抗噪聲性能，通過(guò)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較，使學(xué)生進(jìn)一步了解各種二進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)的性能優(yōu)劣；使學(xué)生熟悉數(shù)字調(diào)制信號(hào)的頻譜特性，多進(jìn)制調(diào)制與解調(diào)的原理。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)引言第二節(jié)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理第三節(jié)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能第四節(jié)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較第五節(jié)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第六節(jié)改進(jìn)的數(shù)字調(diào)制方式考核要求掌握內(nèi)容：二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制解調(diào)原理；二進(jìn)制ASK，F(xiàn)SK，PSK、DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能；二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較。熟悉內(nèi)容：數(shù)字調(diào)制信號(hào)的頻譜特性；4PSK、4DPSK、MSK信號(hào)調(diào)制解調(diào)原理。了解內(nèi)容：多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的概念；QAM、GMSK調(diào)制方式。第七章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸（8學(xué)時(shí)）教學(xué)目的與要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握抽樣定理，脈沖振幅調(diào)制原理，脈沖編碼調(diào)制原理，以及增量調(diào)制原理；熟悉均勻量化與非均勻量化的原理，另外，學(xué)生還要熟悉時(shí)分復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)的原理。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)引言第二節(jié)抽樣定理第三節(jié)脈沖振幅調(diào)制（PAM）第四節(jié)模擬信號(hào)的量化第五節(jié)脈沖編碼調(diào)制（PCM）第六節(jié)差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）系統(tǒng)第七節(jié)增量調(diào)制第八節(jié)DPCM系統(tǒng)的量化噪聲第九節(jié)時(shí)分復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)第十節(jié)話音和圖像的壓縮編碼考核要求掌握內(nèi)容：抽樣定理；脈沖振幅調(diào)制(PAM)原理；脈沖編碼調(diào)制(PCM)原理；增量調(diào)制(ΔM)原理；熟悉內(nèi)容：均勻量化；非均勻量化；脈沖編碼調(diào)制(PCM)系統(tǒng)抗噪聲性能；增量調(diào)制(ΔM)系統(tǒng)抗噪聲性能；時(shí)分復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)原理。了解內(nèi)容：十五折線非均勻量化；增量脈沖編碼調(diào)制(DPCM)原理。一、

實(shí)驗(yàn)：a)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，使學(xué)生搭建不同的通信系統(tǒng)，并通過(guò)修改仿真參數(shù)，得到不同的仿真結(jié)果，加深學(xué)生對(duì)不同通信系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)與理解。b)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求學(xué)生在每個(gè)實(shí)驗(yàn)前要獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗蛯?shí)驗(yàn)任務(wù)部分，這樣可以更好的達(dá)到各個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的，要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。c)實(shí)驗(yàn)教材或指導(dǎo)書(shū)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)d)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一覽表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容提要實(shí)驗(yàn)類型學(xué)時(shí)分配主要儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)備注1AM與DSB調(diào)制解調(diào)對(duì)調(diào)制信號(hào)分別進(jìn)行AM和DSB兩種調(diào)制方式今天調(diào)制，觀察結(jié)果驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)室必修實(shí)驗(yàn)2FM調(diào)制對(duì)信號(hào)通過(guò)FM調(diào)制，加深理解FM調(diào)制原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)室必修實(shí)驗(yàn)3觀察眼圖設(shè)計(jì)數(shù)字基帶信號(hào)源，并人為地引入噪聲，觀察眼圖波形驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)室必修實(shí)驗(yàn)42ASK調(diào)制與解調(diào)用調(diào)幅法調(diào)制載波產(chǎn)生2ASK信號(hào)，并進(jìn)行解調(diào)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)室必修實(shí)驗(yàn)5頻移鍵控FSK實(shí)驗(yàn)搭建2FSK調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)，記錄、分析仿真結(jié)果驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)室必修實(shí)驗(yàn)6AMI/HDB3碼型變換實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)字基帶信