通信原理課程教學(xué)大綱

《通信原理》課程教學(xué)大綱課程名稱：通信原理

課程類別：專業(yè)必修課適用專業(yè)：人工智能

考核方式：考試其中講授56學(xué)時，實驗10學(xué)時，其它6學(xué)時一、

課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)通信原理是為電子信息類電子工程、通信工程專業(yè)開設(shè)的一門主干學(xué)科基礎(chǔ)課，主要講述通信系統(tǒng)的組成，各種調(diào)制和解調(diào)的原理、方法及性能指標(biāo)的計算，要求學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握通信系統(tǒng)的分類及各部分的原理、性能分析、噪聲對系統(tǒng)的影響。本課程是在掌握了基本的數(shù)學(xué)、物理、電路、信號分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)移動通信、光纖通信、程控交換、計算機(jī)通信等幾乎所有后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ),是進(jìn)一步理解各種實際通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，在電子與信息類學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)中占有重要的地位。其具體的課程教學(xué)目標(biāo)為：課程教學(xué)目標(biāo)1：

熟練掌握數(shù)字信息傳輸?shù)幕靖拍睢⒒痉治龇椒ā?/p>

課程教學(xué)目標(biāo)2：

了解信息理論基礎(chǔ)知識、信道傳輸概念。課程教學(xué)目標(biāo)3：

熟練掌握數(shù)字基帶傳輸，頻帶傳輸?shù)墓ぷ髟恚l帶傳輸系統(tǒng)的組成、傳輸波形及頻譜?；鶐鬏斨写a間串?dāng)_問題及解決方法。課程教學(xué)目標(biāo)4：

了解數(shù)字通信系統(tǒng)的同步方式。課程教學(xué)目標(biāo)5：

掌握數(shù)字傳輸中的差錯控制的基本思想及常用方法,

對數(shù)字傳輸系統(tǒng)有一個清晰的認(rèn)識。課程教學(xué)目標(biāo)6：

了解正交編碼及偽隨機(jī)序列的原理及應(yīng)用。

課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)的矩陣關(guān)系教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求12345678教學(xué)目標(biāo)1

H

LM

教學(xué)目標(biāo)2

H

LM

教學(xué)目標(biāo)3

LMHMLL

教學(xué)目標(biāo)4

H

ML

L教學(xué)目標(biāo)5

LH

ML

教學(xué)目標(biāo)6L

MHMLM

本課程的主要任務(wù)是全面系統(tǒng)地講述現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本原理、基本性能和基本方法通過講課、練習(xí)、實驗,使學(xué)生掌握通信原理的基礎(chǔ)知識和基本性能,掌握通信系統(tǒng)分析問題的一般方法,為研究設(shè)計各種通信系統(tǒng)奠定必要的基礎(chǔ)。二、

先修課程

高等數(shù)學(xué)、電路原理、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、高頻電子線路。三、

課程教學(xué)重、難點本課程教學(xué)的重點在于模擬信號的調(diào)制、數(shù)字信號的傳輸及差錯控制部分。其中基帶傳輸部分介紹的無碼間串?dāng)_系統(tǒng)及頻帶傳輸部分是難點。四、

課程教學(xué)方法與教學(xué)手段本課程需要運(yùn)用先修的高等數(shù)學(xué)、概率論、

線性代數(shù)等專業(yè)數(shù)學(xué)知識,信號與系統(tǒng)分析方法,又涉及到后續(xù)專業(yè)課程的各個領(lǐng)域,本課程的理論性和實用性均較強(qiáng)。因此教學(xué)上采用課內(nèi)教學(xué)和課外教學(xué)相結(jié)合。課內(nèi)以課堂教學(xué)為主,課后學(xué)生自學(xué)部分內(nèi)容的形式,課外教學(xué)則采取實驗的方法。六、

課程教學(xué)內(nèi)容第一章

緒論（4學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)通信系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)模型及分類；(2)通信技術(shù)的發(fā)展歷史及趨勢；信號、消息；(3)信息及其度量，信息量和平均信息量；(4)通信系統(tǒng)的性能度量。2．重、難點提示重點：(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，誤信率的定義與計算；難點：信息量與平均信息量（信息的熵）的計算。第二章確定信號分析（6學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)確定信號的時域和頻域分析；(2)傅立葉變換關(guān)系式，傅立葉變換的主要運(yùn)算特性，常用信號的傅立葉變換；(3)信號的能量和能量譜密度；(4)信號的功率和功率譜密度。2．重、難點提示重點：信號及其正交展開變換、信號的傅氏分析、相關(guān)函數(shù)及功率譜密度函數(shù)；難點：卷積定義式，時域卷積定理，頻域卷積定理。第三章

隨機(jī)信號分析（8學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)隨機(jī)過程及白噪聲的概念；(2)平穩(wěn)隨機(jī)過程的數(shù)字特征（均值、方差、相關(guān)函數(shù)）的計算方法；(3)平穩(wěn)隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng)后的自相關(guān)、功率譜的計算方法；(4)正態(tài)隨機(jī)過程、窄帶噪聲的特征、分析方法；(5)信號加窄帶噪聲的分析方法。2．重、難點提示重點：(1)隨機(jī)過程的數(shù)字特征；

(2)平穩(wěn)隨機(jī)過程的特性—各態(tài)歷經(jīng)性；

(3)高斯過程的一維概率密度函數(shù)的特性；

(4)正弦波加窄帶高斯過程；

(5)平穩(wěn)隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng)的特點；難點：(1)平穩(wěn)隨機(jī)過程的相關(guān)函數(shù)與功率譜密度；

(2)平穩(wěn)隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng)的特點。第四章

信道（4學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)信道定義；信道模型；(2)恒參信道及其對信號傳輸?shù)挠绊懀?3)隨參信道及其對信號傳輸?shù)挠绊懀?4)隨參信道特性的改善（分集接收）；(5)加性噪聲；信道容量的概念。2．重、難點提示重點、難點：信道模型；加性噪聲；信道容量。第五章

模擬調(diào)制系統(tǒng)（8學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理及抗噪聲性能；(2非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理與抗噪聲性能；(3)各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較；(4)頻分復(fù)用（FDM）。2．重、難點提示重點：(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：(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。第六章

數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（10學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)數(shù)字基帶信號及其頻譜特性；(2)基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型；(3)基帶脈沖傳輸與碼間干擾,基帶脈沖傳輸與碼間干擾；(4)部分響應(yīng)系統(tǒng)；(5)無碼間干擾的基帶系統(tǒng)的抗噪聲性能；(6)眼圖。2．重、難點提示重點：(1)基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型，基帶信號的頻譜特性；

(2)無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)檢測系統(tǒng)性能的實驗手段—眼圖；難點：(1)基帶信號的頻譜特性；

(2)無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)。第七章

數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)（6學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理；(2)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能；(3)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較；(4)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理。2．重、難點提示重點：(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；難點：二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理及抗噪聲性能分析。第九章

模擬信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)（4學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)抽樣定理；(2)PCM編碼原理（A律13折線非線性量化編碼）及量化信噪比的計算方法。2．重、難點提示重點：PCM系統(tǒng)組成，PCM調(diào)制原理，13折線A率的編譯碼方法；難點：13折線A率的編譯碼方法。第十一章

差錯控制編碼（2學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)差錯控制編碼基本概念和分類；(2)糾錯編碼的基本原理；(3)最小碼距概念及其與糾、檢錯能力的關(guān)系。2．重、難點提示重點、難點：最小碼距概念及其與糾、檢錯能力的關(guān)系。第十二章

正交編碼與偽隨機(jī)序列（2學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容偽隨機(jī)序列；偽隨機(jī)序列的應(yīng)用；2．重、難點提示重點、難點：偽隨機(jī)序列。第十三章

同步原理（2學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容載波同步、碼元同步和群同步的概念和基本原理；2．重、難點提示

重點難點：群同步碼的插入方法。七、

實驗教學(xué)內(nèi)容實驗項目(一)（2.5學(xué)時）：數(shù)字基帶信號研究（1）項目類別：必做√

選做□（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性□

綜合性√（3）項目主要目的要求：1.了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點。2.掌握AMI、HDB3的編碼規(guī)則。（4）主要儀器：

雙蹤示波器一臺、通信原理Ⅵ實驗箱一臺、M6信號源模塊。實驗項目(二)（2.5學(xué)時）：數(shù)字調(diào)制研究（1）項目類別：必做√

選做□（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性□

綜合性√（3）項目主要目的要求：

1.掌握絕對碼、相對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、2PSK、2DPSK信號的方法；3.掌握相對碼波形與2PSK信號波形之間的關(guān)系、絕對碼波形與2DPSK信號波形之間的關(guān)系；4.了解2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信號的頻譜與數(shù)字基帶信號頻譜之間的關(guān)系。（4）主要儀器：

雙蹤示波器一臺、通信原理Ⅵ實驗箱一臺、M6信號源模塊和M4數(shù)字調(diào)制模塊。實驗項目(三)（2.5學(xué)時）：數(shù)字解調(diào)研究（1）項目類別：必做

選做（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性□

綜合性√（3）項目主要目的要求：1.

掌握2DPSK相干解調(diào)原理；2.

掌握2FSK過零檢測解調(diào)原理。（4）主要儀器：雙蹤示波器一臺、通信原理Ⅵ實驗箱一臺、M6信號源模塊和M4數(shù)字調(diào)制模塊。實驗項目(四)（2.5學(xué)時）：數(shù)字基帶通信系統(tǒng)研究（1）項目類別：必做

選做（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性□

綜合性√（3）項目主要目的要求：1.

掌握時分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的基本原理及數(shù)字信號傳輸過程。2.

掌握位同步信號抖動、幀同步信號錯位對數(shù)字信號傳輸?shù)挠绊憽?.

掌握位同步信號、幀同步信號在數(shù)字分接中的作用。（4）主要儀器：

雙蹤示波器一臺、通信原理Ⅵ型實驗箱一臺、M6數(shù)字信號源模塊和M7基帶信號數(shù)字終端顯示模塊實驗項目(五)（2.5學(xué)時）：幀同步研究（1）項目類別：必做□

選做（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性□

綜合性√（3）項目主要目的要求：

1.

掌握巴克碼識別原理。2.

掌握同步保護(hù)原理。3.

掌握假同步、漏同步、捕捉態(tài)、維持態(tài)概念。（5）主要儀器：

雙蹤示波器一臺、通信原理Ⅵ型實驗箱一臺、M6數(shù)字信號源模塊和M7基帶信號數(shù)字終端顯示模塊。實驗項目(六)（2.5學(xué)時）：AM調(diào)制解調(diào)通信系統(tǒng)研究（1）項目類別：必做□

選做（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性□

綜合性√（3）項目主要目的要求：1.

掌握集成模擬乘法器的基本工作原理；2.

掌握集成模擬乘法器構(gòu)成的振幅調(diào)制電路的工作原理及特點；3.

學(xué)習(xí)調(diào)制系數(shù)m及調(diào)制特性(m-Uωm)的測量方法，了解m<1

和m=1及

m>1時調(diào)幅波的波形特點；4.

掌握用集成電路實現(xiàn)同步檢波的方法。（4）主要儀器：雙蹤示波器一臺、通信原理Ⅵ型實驗箱一臺、M5模擬調(diào)制解調(diào)模塊。實驗項目(七)

：PAM調(diào)制解調(diào)研究（1）項目類別：必做□

選做（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性□

綜合性√（3）項目主要目的要求：1.

熟悉脈沖振幅調(diào)制的工作原理；2.

加深對抽樣定理的理解；3.

了解PAM調(diào)制與解調(diào)電路的基本組成。（4）主要儀器：

雙蹤示波器一臺、通信原理Ⅵ型實驗箱一臺、M5模擬調(diào)制解調(diào)模塊。八、

學(xué)時分配章目教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)理論教學(xué)學(xué)時實驗教學(xué)學(xué)時其它一緒論400二確定信號分析600三隨機(jī)信號分析800四信道400五模擬調(diào)制系統(tǒng)800六數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)102.51.5七

數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)653九模擬信號的數(shù)字傳輸400十一差錯控制編碼200十二正交編碼與偽隨機(jī)序列200十三同步原理22.51.5總計

56106九、

課程考核方式1.考核方式筆試；閉卷2.成績構(gòu)成期末成績+平時成績十、

選用教材和參考書目［1］《通信原理》（第六版），樊昌信編，國防工業(yè)出版社，2006年；［2］《現(xiàn)代通信原理》（第五版），曹志剛編，清華大學(xué)出版社