通信原理本科教學(xué)大綱56課時(shí)

西京學(xué)院本科課程教學(xué)大綱PAGE1PAGE《通信原理》課程教學(xué)大綱課程基本信息（一）課程代碼：08070140081（二）課程中文名稱：通信原理（三）課程英文名稱：PrincipleofCommunication（四）課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課程（五）適用專業(yè)：電子信息工程（六）開(kāi)課單位：信息工程學(xué)院（七）教學(xué)時(shí)間安排：第6學(xué)期（八）先修課程：電路分析、模擬電子技術(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、高頻電子線路（九）后續(xù)課程：軟件無(wú)線電、隨機(jī)信號(hào)分析（十）學(xué)時(shí)、學(xué)分安排：總學(xué)時(shí)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)學(xué)分備注5646103.5課程教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)任務(wù)（一）課程所支撐的培養(yǎng)規(guī)格及程度課程與培養(yǎng)規(guī)格關(guān)聯(lián)度矩陣培養(yǎng)規(guī)格名稱培養(yǎng)規(guī)格內(nèi)容支撐程度培養(yǎng)規(guī)格6H培養(yǎng)規(guī)格7L培養(yǎng)規(guī)格9M培養(yǎng)規(guī)格10M（二）課程目標(biāo)摘要本課程主要討論通信系統(tǒng)的基本原理與基本技術(shù)。通過(guò)本課程的教學(xué)，使學(xué)生較系統(tǒng)地了解通信系統(tǒng)的基本理論和分析方法，掌握典型通信系統(tǒng)的組成、工作原理、質(zhì)量指標(biāo)、基本分析方法。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行理論分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打好理論基礎(chǔ)。（三）教學(xué)任務(wù)本課程要完成緒論、信道、模擬調(diào)制系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸、基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)、模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸、同步原理內(nèi)容，以及完成AMI編譯碼實(shí)驗(yàn)、HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn)、BPSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、PCM編譯碼實(shí)驗(yàn)及數(shù)字鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)等5個(gè)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)分析。各單元教學(xué)內(nèi)容及基本要求1.理論教學(xué)第1章：緒論章節(jié)學(xué)時(shí)：（總學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)；理論學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：本章主要介紹通信的發(fā)展，通信系統(tǒng)的組成，通信系統(tǒng)的分類及通信方式，信息及其度量，通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)，以及通信系統(tǒng)仿真工具。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解通信系統(tǒng)組成，掌握信息量及其度量，熟練掌握通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)難點(diǎn)：信息及其度量說(shuō)明：設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)一個(gè)通信系統(tǒng)時(shí)，必然涉及通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)問(wèn)題；通信的目的在于傳輸信息，而信息的度量可以考察通信系統(tǒng)的性能。第2章：信道章節(jié)學(xué)時(shí)：（總學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)；理論學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：本章主要介紹信道的類型，信道模型，信道的加性噪聲，恒參信道及其傳輸特性，隨參信道及其傳輸特性，信道容量。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解信道的類型及模型，熟悉信道的加性噪聲，掌握連續(xù)信道的信道容量公式。重點(diǎn)難點(diǎn)：連續(xù)信道的信道容量公式。說(shuō)明：連續(xù)信道的信道容量公式闡述了連續(xù)信道容量與信噪比、信道帶寬的關(guān)系，是擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)。第3章：模擬調(diào)制系統(tǒng)章節(jié)學(xué)時(shí)：（總學(xué)時(shí)：8學(xué)時(shí)；理論學(xué)時(shí)：8學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：本章主要介紹線性調(diào)制的基本原理及其抗噪聲性能，非線性調(diào)制的基本原理及其抗噪聲性能，頻分復(fù)用原理，模擬調(diào)制方式性能比較及仿真實(shí)例。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解線性調(diào)制與非線性調(diào)制的區(qū)別，熟悉常用線性調(diào)制的基本原理及調(diào)頻原理，掌握模擬調(diào)制方式的性能。重點(diǎn)難點(diǎn)：常用線性調(diào)制的基本原理及調(diào)頻原理。說(shuō)明：模擬調(diào)制系統(tǒng)主要是常用線性調(diào)制系統(tǒng)和非線性調(diào)制系統(tǒng)。第4章：數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸章節(jié)學(xué)時(shí)：（總學(xué)時(shí)：14學(xué)時(shí)；理論學(xué)時(shí)：10學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：本章主要介紹各種數(shù)字基帶信號(hào)的波形及各種傳輸碼型，數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜特點(diǎn)及分析，數(shù)字基帶信號(hào)傳輸?shù)拇a間干擾問(wèn)題及實(shí)驗(yàn)室性能分析方法，時(shí)域均衡原理，以及基帶通信系統(tǒng)仿真實(shí)例。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的模型及數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜特點(diǎn)，熟悉數(shù)字基帶信號(hào)的波形及各種傳輸碼型，掌握奈奎斯特第一準(zhǔn)則以及眼圖的分析方法。重點(diǎn)難點(diǎn)：奈奎斯特第一準(zhǔn)則及其應(yīng)用。說(shuō)明：奈奎斯特第一準(zhǔn)則是判斷數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)有無(wú)碼間串?dāng)_的依據(jù)，做為初學(xué)者比較難掌握。第5章：基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)章節(jié)學(xué)時(shí)：（總學(xué)時(shí)：12學(xué)時(shí)；理論學(xué)時(shí)：10學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：本章主要介紹二進(jìn)制及多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式，各種數(shù)字調(diào)制方式的原理及性能，二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真實(shí)例。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解二進(jìn)制及多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式，熟悉二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度，掌握二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式的解調(diào)方法與誤碼率計(jì)算，熟練掌握二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)的時(shí)域波形。重點(diǎn)難點(diǎn)：二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式的原理。說(shuō)明：二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制是初學(xué)者學(xué)習(xí)數(shù)字調(diào)制方式的基礎(chǔ)，也是數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。第6章：模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸章節(jié)學(xué)時(shí)：（總學(xué)時(shí)：10學(xué)時(shí)；理論學(xué)時(shí)：8學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：本章主要介紹模擬信號(hào)數(shù)字傳輸?shù)哪Ｐ停}沖編碼調(diào)制的基本原理，增量調(diào)制的基本原理，時(shí)分復(fù)用的基本原理以及PCM編解碼仿真實(shí)例。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解時(shí)分復(fù)用的基本原理以及增量調(diào)制系統(tǒng)中的量化噪聲，熟悉增量調(diào)制的原理，掌握脈沖編碼調(diào)制中抽樣、量化及編碼等各個(gè)環(huán)節(jié)。重點(diǎn)難點(diǎn)：脈沖編碼調(diào)制原理。說(shuō)明：脈沖編碼調(diào)制是模擬信號(hào)數(shù)字化的重要調(diào)制方式，也是掌握增量調(diào)制的基礎(chǔ)。第7章：同步原理章節(jié)學(xué)時(shí)：（總學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)；理論學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：本章主要介紹載波同步、位同步、群同步及網(wǎng)同步的基本原理以及載波同步的仿真實(shí)例。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解通信系統(tǒng)的同步分類及網(wǎng)同步的原理，熟悉群同步的原理，掌握載波同步及位同步的基本原理。重點(diǎn)難點(diǎn)：載波同步與位同步。說(shuō)明：載波同步是所有同步的基礎(chǔ)。2.實(shí)踐教學(xué)實(shí)踐一：ＡＭＩ編譯碼實(shí)驗(yàn)實(shí)踐任務(wù)：掌握二進(jìn)制單極性碼變換為AMI碼的編碼規(guī)則；熟悉AMI碼的基本特征；掌握AMI碼的編譯碼器工作原理和實(shí)現(xiàn)方法；根據(jù)測(cè)量和分析結(jié)果，畫(huà)出關(guān)鍵部位的波形。實(shí)踐學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)踐場(chǎng)所：通信原理實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐內(nèi)容：（1）不同基帶信號(hào)的AMI碼編碼規(guī)則驗(yàn)證；（2）不同基帶信號(hào)的AMI碼譯碼驗(yàn)證；（3）AMI編譯碼的時(shí)延測(cè)量。教學(xué)方法：演示、講解基本要求：（1）掌握示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表等常規(guī)儀器的使用；（2）了解AMI碼的編譯碼芯片（CD22103）；（3）掌握實(shí)測(cè)波形與理論波形的區(qū)別；（4）掌握信號(hào)速率、信號(hào)時(shí)延的測(cè)量方法；（5）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告1份。重點(diǎn)難點(diǎn)：信號(hào)速率、信號(hào)時(shí)延的測(cè)量方法。說(shuō)明：因?yàn)閷?shí)測(cè)信號(hào)與理論信號(hào)不同，信號(hào)速率與信號(hào)時(shí)延的測(cè)量存在一定難度。實(shí)踐二：HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn)實(shí)踐任務(wù)：掌握二進(jìn)制單極性碼變換為HDB3碼的編碼規(guī)則；熟悉HDB3碼的基本特征；掌握HDB3碼的編譯碼器工作原理和實(shí)現(xiàn)方法；根據(jù)測(cè)量和分析結(jié)果，畫(huà)出關(guān)鍵部位的波形。實(shí)踐學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)踐場(chǎng)所：通信原理實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐內(nèi)容：（1）不同基帶信號(hào)的HDB3碼編碼規(guī)則驗(yàn)證；（2）不同基帶信號(hào)的HDB3碼譯碼驗(yàn)證；（3）HDB3編譯碼的時(shí)延測(cè)量。教學(xué)方法：演示、講解基本要求：（1）掌握示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表等常規(guī)儀器的使用；（2）了解HDB3碼的編譯碼芯片（CD22103）；（3）掌握實(shí)測(cè)波形與理論波形的區(qū)別；（4）掌握信號(hào)速率、信號(hào)時(shí)延的測(cè)量方法；（5）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告1份。重點(diǎn)難點(diǎn)：信號(hào)速率、信號(hào)時(shí)延的測(cè)量方法。說(shuō)明：因?yàn)閷?shí)測(cè)信號(hào)與理論信號(hào)不同，信號(hào)速率與信號(hào)時(shí)延的測(cè)量存在一定難度。實(shí)踐三：BPSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐任務(wù)：學(xué)習(xí)觀察BPSK信號(hào)；掌握BPSK傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法；熟悉BPSK調(diào)制載波包絡(luò)的變化；掌握BPSK解調(diào)的基本原理；觀察BPSK解調(diào)數(shù)據(jù)反相的現(xiàn)象；掌握BPSK數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，熟悉典型電路。實(shí)踐學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)踐場(chǎng)所：通信原理實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐內(nèi)容：（1）BPSK信號(hào)眼圖觀測(cè)；（2）BPSK調(diào)制信號(hào)0/π相位測(cè)量；（3）I路和Q路調(diào)制信號(hào)的相平面（矢量圖）信號(hào)觀察；（4）BPSK調(diào)制信號(hào)包絡(luò)觀察；（5）BPSK調(diào)制信號(hào)頻譜測(cè)量；（6）解調(diào)器失鎖時(shí)的眼圖信號(hào)觀測(cè)；（7）解調(diào)器相干載波相位模糊度觀測(cè)；（8）解調(diào)器位定時(shí)信號(hào)相位抖動(dòng)觀測(cè)。教學(xué)方法：演示、講解基本要求：（1）掌握示波器、頻譜儀、萬(wàn)用表等常規(guī)儀器的使用；（2）掌握BPSK傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法；（3）掌握眼圖、矢量圖的觀測(cè)方法；（4）掌握相位模糊度的觀測(cè)方法；（5）掌握位定時(shí)信號(hào)相位抖動(dòng)的觀測(cè)方法；（6）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告1份。重點(diǎn)難點(diǎn)：眼圖、矢量圖的觀測(cè)。說(shuō)明：眼圖是判斷數(shù)字傳輸系統(tǒng)性能好壞的有效檢測(cè)手段；矢量圖是判斷數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)性能優(yōu)劣的檢測(cè)方法。實(shí)踐四：PCM編譯碼實(shí)驗(yàn)實(shí)踐任務(wù)：了解語(yǔ)音編碼的工作原理，驗(yàn)證PCM編譯碼原理；掌握PCM抽樣時(shí)鐘、編碼數(shù)據(jù)和輸入/輸出時(shí)鐘之間的關(guān)系；了解PCM專用大規(guī)模集成電路的工作原理和應(yīng)用；掌握語(yǔ)音數(shù)字化技術(shù)的主要指標(biāo)及測(cè)量方法。實(shí)踐學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)踐場(chǎng)所：通信原理實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐內(nèi)容：（1）PCM串行接口輸出時(shí)鐘和幀同步時(shí)隙信號(hào)觀測(cè)；（2）抽樣時(shí)鐘信號(hào)與PCM編碼數(shù)據(jù)測(cè)量；（3）PCM譯碼器輸出模擬信號(hào)觀測(cè)；（4）PCM頻率響應(yīng)測(cè)量；（5）PCM動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量。教學(xué)方法：演示、講解基本要求：（1）掌握示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表等常規(guī)儀器的使用；（2）掌握PCM串行接口輸出時(shí)鐘和幀同步時(shí)隙信號(hào)測(cè)量；（3）掌握抽樣時(shí)鐘信號(hào)與PCM編碼數(shù)據(jù)測(cè)量；（4）掌握PCM譯碼器輸出模擬信號(hào)測(cè)量；（5）掌握PCM頻率響應(yīng)測(cè)量；（6）掌握PCM動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量；（7）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告1份。重點(diǎn)難點(diǎn)：抽樣時(shí)鐘信號(hào)與PCM編碼數(shù)據(jù)測(cè)量以及PCM譯碼器輸出模擬信號(hào)測(cè)量。說(shuō)明：PCM編碼數(shù)據(jù)以及PCM譯碼器輸出模擬信號(hào)的測(cè)量是掌握PCM編譯碼原理的關(guān)鍵。實(shí)踐五：數(shù)字鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐任務(wù)：了解數(shù)字鎖相環(huán)的基本概念；熟悉數(shù)字鎖相環(huán)的指標(biāo)測(cè)量；掌握全數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)方法。實(shí)踐學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)踐場(chǎng)所：通信原理實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐內(nèi)容：（1）VCO自由振蕩頻率測(cè)量；（2）失鎖狀態(tài)觀察；（3）環(huán)路鎖定過(guò)程觀測(cè)；（4）鎖定狀態(tài)觀測(cè)；（5）解調(diào)器位定時(shí)信號(hào)相位抖動(dòng)與輸入數(shù)據(jù)關(guān)系觀測(cè)。教學(xué)方法：演示、講解基本要求：（1）掌握示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表等常規(guī)儀器的使用；（2）掌握VCO自由振蕩頻率測(cè)量；（3）掌握失鎖狀態(tài)測(cè)量；（4）掌握環(huán)路鎖定過(guò)程觀測(cè)方法；（5）掌握鎖定狀態(tài)觀測(cè)；（6）掌握解調(diào)器位定時(shí)信號(hào)相位抖動(dòng)與輸入數(shù)據(jù)關(guān)系測(cè)量方法；（7）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告1份。重點(diǎn)難點(diǎn)：失鎖狀態(tài)測(cè)量以及環(huán)路鎖定過(guò)程觀測(cè)方法。說(shuō)明：數(shù)字鎖相環(huán)的失鎖狀態(tài)及鎖定過(guò)程是環(huán)路是否正常工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教學(xué)資源（一）教材及參考資料教材：《現(xiàn)代通信原理教程》，黃文準(zhǔn),楊亞?wèn)|.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2016年3月。參考資料：《通信原理》,羊梅君.武漢:華中科技大學(xué)出版社,2013年8月。遴選原則和方法：選擇適用于應(yīng)用型本科教學(xué)的教材，通過(guò)適當(dāng)簡(jiǎn)化理論數(shù)學(xué)推導(dǎo)、增加豐富的仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，使得學(xué)生能夠在一定程度上擺脫過(guò)于強(qiáng)調(diào)嚴(yán)謹(jǐn)理論的數(shù)學(xué)推導(dǎo)帶來(lái)的困擾，便于加深對(duì)通信理論的理解，同時(shí)參照本教材仿真方法，通過(guò)自己動(dòng)手拓展相關(guān)通信系統(tǒng)的模塊級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的仿真實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生設(shè)計(jì)分析現(xiàn)代通信系統(tǒng)的能力。（二）其他教學(xué)資源（1）參考書(shū)《通信原理》，周炯槃等.北京：北京郵電大學(xué)出版社,2002.《現(xiàn)代通信原理與技術(shù)》，張輝等.西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2002.《通信原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)》，張輝等.西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2003.《通信原理實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》，鄔春明.北京：北京大學(xué)出版社，2013.（2）網(wǎng)絡(luò)資源武漢科技大學(xué)通信原理網(wǎng)站：/ec/C69/Index.htm西安電子科技大學(xué)通信原理網(wǎng)站：9/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研學(xué)論壇