隨機信號分析教案2014.2

授課題目（教學章節(jié)或主題）平穩(wěn)隨機過程1平穩(wěn)隨機過程的主要數(shù)字特征2平穩(wěn)隨機過程的功率譜密度授課方式理論課教學目的與要求：1.掌握平穩(wěn)隨機噪聲中數(shù)字特征的物理意義；2.掌握自相關函數(shù)、方差、平均功率的計算方法；3.掌握自相關函數(shù)、方差、均方值、功率譜密度在通信中的應用；教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：重點：1.平穩(wěn)隨機過程的主要數(shù)字特征（1）平穩(wěn)隨機過程的概念及其特點通信信道中的高斯隨機噪聲屬于平穩(wěn)隨機過程（有各態(tài)歷經(jīng)性），即平穩(wěn)高斯噪聲。隨機過程（隨機噪聲）是不同時刻隨機變量的組合，或者說隨機過程中每一時刻的取值都是隨機變量。如圖.隨機變量在不同時刻是不確定，隨機變量的統(tǒng)計均值(簡稱均值，即數(shù)學期望)、方差、自相關函數(shù)等數(shù)字特征一般是隨機變量和時間的函數(shù)。但對平穩(wěn)隨機過程來說，雖然隨機變量在不同時刻是不確定，但其均值是常數(shù)，自相關函數(shù)僅與時間間隔有關，即平穩(wěn)隨機過程的數(shù)字特征是確定的數(shù)，且與時間無關。有各態(tài)歷經(jīng)性的平穩(wěn)隨機過程，其統(tǒng)計均值等于時間均值，即：，即平穩(wěn)隨機過程可用時間平均計算或時間自相關函數(shù)計算，如學習線性調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能時，通過帶通濾波器的窄帶噪聲的方差可以用表示。（2）平穩(wěn)隨機噪聲中數(shù)字特征的物理意義在信道平穩(wěn)高斯隨機噪聲中，均方值自相關函數(shù)與方差分別表示什么物理意義？一般，，對通信信道中平穩(wěn)高斯隨機噪聲，均值0，；自相關函數(shù)，時，；即=代表零均值平穩(wěn)高斯隨機噪聲的平均功率或交流功率。在學習基帶傳輸抗噪聲性能分析時，總假設信道噪聲為加性高斯白噪聲的均值為0,方差為，即零均值平穩(wěn)高斯隨機噪聲的平均功率為。且學習信道平穩(wěn)隨機高斯噪聲的一維概率密度及誤碼率時,說明噪聲功率，誤碼率僅依賴于信號峰值與噪聲均方根值的比值。與模擬調(diào)制系統(tǒng)用信噪比描述抗噪聲性能都一致。平穩(wěn)隨機過程的功率譜密度平穩(wěn)隨機過程的功率譜密度是什么含義？它與自相關函數(shù)之間是什么關系？隨機過程的頻域特性用功率譜密度描述，平穩(wěn)隨機過程的功率譜密度與自相關函數(shù)之間的關系是維納-辛欽關系，即傅立葉變換對，即。故功率譜密度，自相關函數(shù)，，即為平穩(wěn)隨機過程的平均功率，因為功率譜密度是單位頻段上的平均功率，故其積分為整個頻段上平穩(wěn)隨機過程的平均功率。與上述“=代表零均值平穩(wěn)高斯隨機噪聲的平均功率或交流功率”結(jié)論相同。例題：已知平穩(wěn)隨機噪聲的自相關函數(shù)，求其功率譜密度為及平均功率。解：對平穩(wěn)隨機噪聲，功率譜密度教學手段與方法及師生互動設計：用圖形及生活、工程中的實例解釋自相關函數(shù)、方差、均方值平穩(wěn)過程的功率譜密度、平穩(wěn)過程的功率譜密度與自相關函數(shù)的關系。思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：習題為補充題1、補充題2參考資料：參考書1.朱華等“隨機信號分析”（第二版）北京理工大學出版社；2.王永德“隨機信號分析基礎”（第二版）電子工業(yè)出版社課后小結(jié)：1.對平穩(wěn)隨機過程來說，雖然隨機變量在不同時刻是不確定，但其均值是常數(shù)，自相關函數(shù)僅與時間間隔有關，即平穩(wěn)隨機過程的數(shù)字特征是確定的數(shù)，且與時間無關。有各態(tài)歷經(jīng)性的平穩(wěn)隨機過程，其統(tǒng)計均值等于時間均值，即：；2.=代表零均值平穩(wěn)高斯隨機噪聲的平均功率或交流功率。零均值平穩(wěn)高斯隨機噪聲的平均功率為。與信道平穩(wěn)隨機高斯噪聲有關內(nèi)容中，都代表噪聲功率，如誤碼率僅依賴于信號峰值與噪聲均方根值的比值。與模擬調(diào)制系統(tǒng)用信噪比描述抗噪聲性能都一致。3.隨機過程的頻域特性用功率譜密度描述，平穩(wěn)隨機過程的功率譜密度與自相關函數(shù)之間的關系是維納-辛欽關系，即傅立葉變換對，即。故功率譜密度，自相關函數(shù)，，因為功率譜密度是單位頻段上的平均功率，故其積分為整個頻段上平穩(wěn)隨機過程的平均功率。

授課題目（教學章節(jié)或主題）2.4數(shù)字傳輸系統(tǒng)授課方式理論課教學目的與要求：熟悉話音信道的特點，掌握調(diào)制解調(diào)器原理和標準，了解多相調(diào)制和星座圖；理解PCM。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：2ASK/2PSK（重點）：1PCM：1，重點教學手段與方法及師生互動設計：多媒體教學，輔以傳統(tǒng)黑板思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）2.5信道復用技術2.6寬帶接入技術授課方式理論課教學目的與要求：理解信道復用的概念，理解TDM和CDM，了解FDM；理解PCM，了解SONET和SDH；了解接入概念與xDSL。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：FDM、TDM（重點）、CDMA（難點）：0.5PCM/T1：0.5，重點Sonet/sdh：0.5寬帶接入技術與ADSL：0.5學時教學手段與方法及師生互動設計：多媒體教學，輔以傳統(tǒng)黑板思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）3.1使用點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層授課方式理論課教學目的與要求：掌握DLL的概念和功能，理解和掌握DLL的三個基本問題。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：DLL作用、DLL概念0.5成幀與同步（重點），透明傳輸，差錯檢測及方法（重點），1.5教學手段與方法及師生互動設計：多媒體思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）3.2點對點協(xié)議PPP授課方式理論課教學目的與要求：理解PPP的特點、作用，了解PPP工作過程和幀格式。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：Ppp作用、產(chǎn)生背景：0.5Ppp幀格式（重點）、NCP與LCP（難點）：1PPP狀態(tài)及轉(zhuǎn)換（難點）：0.5教學手段與方法及師生互動設計：多媒體思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）3.3廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層授課方式理論課教學目的與要求：理解LAN層次模型，了解IEEE802標準、LAN的發(fā)展歷史，理解CSMA/CD，理解MAC地址。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：廣播信道概念、拓撲：0.5IEEE802體系結(jié)構(gòu)（重點）：0.5隨機（重點）、受控信道劃分：0.5MAC地址（重點）：0.5教學手段與方法及師生互動設計：多媒體思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）3.4使用廣播信道的以太網(wǎng)授課方式理論課教學目的與要求：了解以太網(wǎng)的發(fā)展過程和階段標準，理解10BASE-T，了解以太網(wǎng)的信道利用率，理解網(wǎng)卡的工作過程，掌握以太網(wǎng)MAC幀。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：以太網(wǎng)歷史0.510BASE-5/2/T概念（重點）、網(wǎng)卡：0.5MAC幀（重點）：1教學手段與方法及師生互動設計：多媒體教學，實物展示，實際操作思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）3.4使用廣播信道的以太網(wǎng)（續(xù)）3.5以太網(wǎng)的擴展授課方式理論課教學目的與要求：理解100BASE以太網(wǎng)，了解吉比特以太網(wǎng)、其它類型（高速）局域網(wǎng)。理解WLAN的組成，了解WLAN的物理層和MAC層。理解HUB的作用和特點，掌握網(wǎng)橋的原理，理解交換機的3種工作方式，了解VLAN，理解沖突域和廣播域；掌握物理層和數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng)的差別教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：100BASE-T（重點），1000BASE技術、萬兆以太網(wǎng)，WLAN簡介：1網(wǎng)橋的結(jié)構(gòu)和工作原理（重點）：1教學手段與方法及師生互動設計：多媒體教學，演示操作思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）3.5以太網(wǎng)的擴展（續(xù)）習題課授課方式理論課教學目的與要求：掌握交換機的3種工作方式，理解VLAN，理解沖突域和廣播域；掌握物理層和數(shù)據(jù)鏈路層擴展局域網(wǎng)的差別教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：交換機及的工作方式（重點）：0.5VLAN原理及標準：1VLAN構(gòu)建：0.5習題課1教學手段與方法及師生互動設計：多媒體，實物展示思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）習題課4.1網(wǎng)絡層提供的兩種服務授課方式理論課教學目的與要求：了解網(wǎng)絡層的作用，了解數(shù)據(jù)報與虛電路概念，掌握二者的異同點。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：習題課：1數(shù)據(jù)報、虛電路及其比較：0.5學時理解互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成與路由器的作用；（重點）：0.5學時教學手段與方法及師生互動設計：多媒體思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2，IEEE802標準課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）4.2互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP授課方式理論課教學目的與要求：掌握IP地址分類、IP地址空間，地址分配，教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：IP地址分類（重點）：1IP空間與特殊地址（重點）1學時教學手段與方法及師生互動設計：多媒體教學，實物演示隨時提問思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）4.2互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP（續(xù)）授課方式理論課教學目的與要求：IP數(shù)據(jù)報的格式IP數(shù)據(jù)報路由與轉(zhuǎn)發(fā)地址解析與ARP教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：IP數(shù)據(jù)報的格式（重點）：0.5IP數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)與路由表（重點）：1地址解析與ARP：0.5教學手段與方法及師生互動設計：多媒體教學，實物演示隨時提問思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）4.3劃分子網(wǎng)和構(gòu)造超網(wǎng)授課方式理論課教學目的與要求：理解IP轉(zhuǎn)發(fā)與ARP。掌握子網(wǎng)劃分，理解劃分子網(wǎng)后分組轉(zhuǎn)發(fā)過程。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：子網(wǎng)劃分（重點）：1子網(wǎng)劃分后分路由表：1教學手段與方法及師生互動設計：多媒體思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）4.3劃分子網(wǎng)和構(gòu)造超網(wǎng)（續(xù)）4.4因特網(wǎng)控制報文協(xié)議ICMP授課方式理論課教學目的與要求：理解CIDR和CIDR路由規(guī)則；理解ICMP的工作原理和作用，掌握ICMP實用命令。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：CIDR：1差錯報告與ICMP：0.5ICMP實用命令（重點）：0.5教學手段與方法及師生互動設計：多媒體思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）4.5因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議授課方式理論課教學目的與要求：理解因特網(wǎng)的路由選擇基本概念，了解基本路由算法和IGP/IRP典型協(xié)議。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：路由選擇概念作用：1學時IGP/IRP典型協(xié)議RIP：1學時教學手段與方法及師生互動設計：多媒體思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）4.6IP多播4.7VPN和NAT授課方式理論課教學目的與要求：了解IP多播概念；理解VPN和NAT。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：IP多播和VPN：0.5NAT（重點）：1.5教學手段與方法及師生互動設計：多媒體思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）5.1運輸層協(xié)議概述5.2用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP授課方式理論課教學目的與要求：理解運輸層的作用，理解端口與進程通信,理解C/S模式。了解UDP及其報文格式；教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：運輸層的作用：0.5端口與進程通信（重點）：0.5C/S模式：0.5UDP及其報文：0.5教學手段與方法及師生互動設計：多媒體教學，操作演示隨時提問思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）5.3傳輸控制協(xié)議TCP5.4TCP的可靠性5.5TCP流量控制5.6TCP擁塞控制授課方式理論課教學目的與要求：掌握TCP的特點，理解TCP報文格式，了解“停等”和“連續(xù)ARQ”。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：TCP的特點（重點）、TCP報文格式：1學時TCP可靠性（難點）：0.5學時TCP流量控制機制，TCP擁塞控制：0.5教學手段與方法及師生互動設計：多媒體思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

授課題目（教學章節(jié)或主題）5.8TCP的連接管理習題課授課方式理論課教學目的與要求：理解和掌握TCP鏈接管理，理解TCP三次握手過程。教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：TCP可靠性措施（難點）0.5學時TCP鏈接管理（重點、難點）0.5學時TCP三次握手（重點）：1布置實驗4教學手段與方法及師生互動設計：多媒體思考題、練習題、作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、輔導及答疑安排：課間隨時答疑，課后辦公室/網(wǎng)上答疑參考資料：參考書1、2課后小結(jié)：

第20頁授課題目（教學章節(jié)或主題）6.1域名系統(tǒng)DNS6.2文件傳送協(xié)議FTP6.3遠程登錄TELNET授課方式理論課教學目的與要求：理解DNS工作原理和域名結(jié)構(gòu)，域名服務器分類，域名解析算法。了解FTP、TELNET教學基本內(nèi)容（包括重點、難點、時間分配）：DNS原理：