通信原理課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE4通信原理課程教學(xué)大綱課程編碼：052079課程名稱：通信原理學(xué)分：4總學(xué)時：64理論學(xué)時64實驗學(xué)時0課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：必修課適用層次：漢族本科開課學(xué)期：第五學(xué)期適用專業(yè)：通信工程先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、現(xiàn)代電子技術(shù)Ⅱ、信號與系統(tǒng)、通信電子線路后續(xù)課程：現(xiàn)代交換原理與技術(shù)，移動通信，光纖通信一、課程性質(zhì)、地位和任務(wù)本課程是通信工程的主要專業(yè)基礎(chǔ)課、核心課程。本課程的目的是：為研究設(shè)計各種通信系統(tǒng)奠定必要的基礎(chǔ)。課程主要是研究通信系統(tǒng)信息傳輸與處理的理論與技術(shù)，不涉及具體的電路，但這里理論與技術(shù)是建立在信號分析理論、電子線路等課程的基礎(chǔ)上。需要先修信號與系統(tǒng)、高頻電子線路、數(shù)字電路等課程。要求學(xué)生有較強的高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)以及概率論與數(shù)理統(tǒng)計的扎實基礎(chǔ)以及具備信號與系統(tǒng)頻域分析的較強能力。教學(xué)目標(biāo)及要求掌握通信系統(tǒng)的基本組成與工作原理。掌握評價各種系統(tǒng)的性能指標(biāo)及其基本分析方法。了解為改善各種通信系統(tǒng)性能所使用的技術(shù)。三、教學(xué)內(nèi)容及安排第1章緒論（3學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：（1）掌握通信術(shù)語、掌握模擬信號與數(shù)字信號的其別、基帶信號與已調(diào)信號的區(qū)別；數(shù)字通信系統(tǒng)組成及優(yōu)缺點（2）理解碼元速率、信息速率和頻帶利用率的定義、計算及其關(guān)系、誤碼率和誤信率的定義及其關(guān)系（3）了解通信系統(tǒng)的組成、分類和通信方式重點：（1）概念：信號區(qū)別、通信系統(tǒng)的組成和分類、數(shù)字通信的特點、通信方式、主要性能指標(biāo)等?？荚嚨目赡苄问剑禾羁铡⒑喆痤}、畫圖題（2）計算：信息速率、碼元速率、誤碼率、誤信率的計算。難點：（1）模擬信號和數(shù)字信號的區(qū)別（2）基帶信號、載波信號、已調(diào)信號（3）比特、波特及其區(qū)別（4）誤碼率、誤信率和進制M之間的關(guān)系1.1通信的基本概念（0.5學(xué)時）1.2通信系統(tǒng)的組成（0.5學(xué)時）1.3通信系統(tǒng)的分類及通信方式（0.5學(xué)時）1.4信息及其度量（0.5學(xué)時）1.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)（1學(xué)時）第2章

確知信號

（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：（1）復(fù)習(xí)信號的分類及其特征；（2）復(fù)習(xí)信號的頻域分析法和頻譜的概念，掌握周期信號頻譜計算；（3）復(fù)習(xí)傅立葉級數(shù)的物理意義、傅立葉變換及其性質(zhì)，掌握頻譜密度計算；（5）掌握的能量譜和功率譜計算及物理含義（6）理解相關(guān)函數(shù)的定義和性質(zhì)（7）掌握相關(guān)函數(shù)與譜密度的關(guān)系，掌握維納-辛欽關(guān)系；重點：（1）概念：信號的分類與特征；頻譜的概念；周期信號頻譜Cn的特點和意義；傅立葉變換的物理內(nèi)涵，相關(guān)函數(shù)的定義和性質(zhì)。（2）計算：常用信號的傅立葉變換；能量和功率的計算難點：（1）信號的頻域分析2.1確知信號的類型（0.5學(xué)時）2.2確知信號的頻域性質(zhì)（2學(xué)時）2.2.1功率信號的頻譜2.2.2能量信號的頻譜密度2.2.3能量信號的能量譜密度2.2.4功率信號的功率譜密度2.3確知信號的時域性質(zhì)（1.5學(xué)時）2.3.1能量信號的自相關(guān)函數(shù)2.3.2功率信號的自相關(guān)函數(shù)第三章隨機信號分析(6學(xué)時)教學(xué)目標(biāo)：5.2線性調(diào)制的抗噪聲性能（2學(xué)時）5.2.1DSB調(diào)制系統(tǒng)的性能5.2.2SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能5.2.3AM包絡(luò)檢波的性能5.3非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理（2學(xué)時）5.3.1角度調(diào)制的基本概念5.3.2窄帶調(diào)頻5.3.3寬帶調(diào)頻5.3.4調(diào)頻信號的產(chǎn)生和解調(diào)5.4調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能（1學(xué)時）5.5各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較（0.5學(xué)時）5.6頻分復(fù)用和調(diào)頻立體聲（0.5學(xué)時）第六章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（9學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：（1）掌握數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及各部件作用（2）掌握6種基帶信號波形和頻譜特性（3）掌握基帶傳輸碼型的編譯及其特點（4）掌握無碼間串?dāng)_的思想和奈奎斯特第一準(zhǔn)則（5）掌握理想低通傳輸特性和奈奎斯特帶寬、最大波特率，頻帶利用率（6）掌握余弦滾降特性及關(guān)系（7）理解部分相應(yīng)系統(tǒng)的基本思想，了解一類部分響應(yīng)系統(tǒng)（8）掌握無碼間串?dāng)_基帶系統(tǒng)的抗噪聲性能（9）理解眼圖和均衡的概念重點：（1）概念：數(shù)字基帶系統(tǒng)原理框圖（會畫）；單/雙、單歸零/雙歸零、差分、多電平的波形（會畫）和主要特點；選碼原則；AMI碼；HDB3碼、雙相碼、CMI碼的編/譯、對應(yīng)基帶波形和主要特點；碼間干擾及其產(chǎn)生原因；觀察眼圖的方法，眼圖模型的6個指標(biāo)；部分響應(yīng)技術(shù)解決的問題；時域均衡的概念。（2）計算：無ISI的時/頻域條件，理想低通傳輸系統(tǒng)的奈奎斯特帶寬和頻帶利用率；余弦滾降系統(tǒng)的滾降系數(shù)、傳碼率、帶寬和頻帶利用率；有無ISI的驗證；二進制單/雙極性系統(tǒng)的最佳判決門限和誤碼率；第Ⅰ類的預(yù)編碼、相關(guān)編碼；難點：碼間干擾有無的判定，部分響應(yīng)系統(tǒng)、時域均衡6.1數(shù)字基帶信號及其頻譜特性（2學(xué)時）6.1.1數(shù)字基帶信號6.1.2基帶信號的頻譜特性6.2基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型（2學(xué)時）6.2.1傳輸碼的碼型選擇原則6.2.2幾種常用的傳輸碼型6.3基帶脈沖傳輸與碼間干擾（1學(xué)時）6.4無碼間干擾的基帶傳輸特性（2學(xué)時）6.4.1消除碼間串?dāng)_的基本思想6.4.2無碼間串?dāng)_的條件6.4.3無碼間串?dāng)_傳輸特性的設(shè)計6.5基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能（1學(xué)時）6.6眼圖（0.5學(xué)時）6.7部分響應(yīng)系統(tǒng)和時域均衡（0.5學(xué)時）第七章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)（8學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：掌握數(shù)字調(diào)制的基本類型掌握二進制數(shù)字調(diào)制原理和調(diào)制解調(diào)器掌握2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK信號的表示式和時域波形掌握2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK信號的頻譜特性和傳輸帶寬掌握掌握2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能理解掌握最佳判決門限的概念、物理意義和計算方法掌握二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較掌握QPSK調(diào)制解調(diào)原理重點：二進制數(shù)字調(diào)制信號的產(chǎn)生和解調(diào)方法、信號波形、頻譜，二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能的分析方法和結(jié)論。難點：數(shù)字調(diào)制頻域分析、2DPSK，多進制相移鍵控。7.1二進制數(shù)字調(diào)制原理(4學(xué)時)7.1.12ASK7.1.22FSK7.1.32PSK7.1.4DPSK7.2二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能（2學(xué)時）7.2.12ASK系統(tǒng)的抗噪生性能7.2.22FSK系統(tǒng)的抗噪生性能7.2.32PSK和2DPSK系統(tǒng)的抗噪生性能7.3二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較（1學(xué)時）7.4多進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（0.5學(xué)時）7.5多進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能（0.5學(xué)時）第八章新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)（5學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：（1）掌握QAM的星座圖、調(diào)制與解調(diào)原理、頻帶利用率（2）掌握MSK的主要特點，調(diào)制解調(diào)原理（3）了解GMSK的基本原理，主要有缺點（4）了解OFDM基本原理重點：（1）概念：QAM的星座圖、16QAM的調(diào)制器與解調(diào)器；MSK的6個特點；GMSK的主要優(yōu)點特點、正交條件、頻譜特性。計算：（2）QAM的帶寬、MSK信號的波形和附加相位軌跡（會畫）難點：QAM的最優(yōu)星座圖8.1正交振幅調(diào)制QAM（2學(xué)時）8.2最小頻移鍵控和高斯最小頻移鍵控（2.5學(xué)時）8.2.1正交2FSK信號的最小頻率間隔8.2.2MSK的基本原理8.2.3MSK信號的產(chǎn)生和解調(diào)8.2.4MSK信號的功率譜8.2.6GMSK8.3正交頻分復(fù)用（0.5學(xué)時）第十章模擬信號的數(shù)字傳輸（7學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：（1）掌握抽樣定理（2）掌握自然抽樣和平頂抽樣（3）熟悉均勻量化和非均勻量化（4）掌握PCM原理，A律13折線編譯碼（5）掌握△M原理，不過載條件和編碼范圍（6）掌握PCM、△M系統(tǒng)的抗噪聲性能（7）掌握PCM與△M比較（8）掌握時分復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)原理重點：（1）概念：低通信號和帶通信號抽樣定理；理想抽樣、自然抽樣和平頂抽樣的波形與頻譜特點；均勻量化和非均勻量化的概念；逐次比較型編碼器原理；PCM與△M比較；TDM的特點、多路數(shù)字電話的基本概念。（2）計算：量化信噪比；A律13折線編碼、譯碼的量化誤差；編碼信號的數(shù)碼率和傳輸帶寬；△M系統(tǒng)的不過載條件和編碼范圍；PCM和△M系統(tǒng)的噪聲性能；PCM30/32基群的數(shù)碼率和幀結(jié)構(gòu)。難點：帶通抽樣定理、非線性量化、13折線A律PCM編碼，DPCM原理10.2模擬信號的抽樣（0.5學(xué)時）10.3模擬脈沖調(diào)制（0.5學(xué)時）10.4抽樣信號的量化（0.5學(xué)時）10.5脈沖編碼調(diào)制(PCM)（2.5學(xué)時）10.6差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)系統(tǒng)（1學(xué)時）10.7增量調(diào)制（1學(xué)時）10.8時分復(fù)用和復(fù)接（1學(xué)時）第11章差錯控制編碼（9學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：（1）掌握差錯控制方式和編碼分類（2）掌握最小碼距與糾檢錯能力的關(guān)系（3）掌握幾種常用的簡單編碼（4）掌握線性分組碼的生成、監(jiān)督和糾錯（5）掌握循環(huán)嗎的生成、監(jiān)督和糾錯重點：（1）概念：差錯控制目的和基本原理、差錯控制方式及其特點；碼重、漢明距離、最小碼距的概念；糾檢錯能力t、e和d0之間的關(guān)系；奇偶監(jiān)督碼的編碼和糾檢錯能力；漢明碼的概念及其有關(guān)參數(shù)。（2）計算：碼率的計算；線性分組碼難點:編碼效率、漢明碼、校驗接收碼組B是否出錯的方法、多項式運算規(guī)則11.1概述（0.5學(xué)時）11.2糾錯編碼的基本原理（1學(xué)時）11.3糾錯編碼的性能（0.5學(xué)時）11.4簡單的實用編碼（1學(xué)時）11.5線性分組碼（3學(xué)時）11.6循環(huán)碼（3學(xué)時）11.6.1循環(huán)碼原理11.6.2循環(huán)碼的編解碼方法第12章同步原理（1學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)：了解各種同步的概念，作用12.1概述12.2載波同步12.3碼元同步12.4群同步12.5網(wǎng)同步四、作業(yè)、練習(xí)和安排與要求1、課內(nèi)練習(xí)的教學(xué)安排、內(nèi)容與學(xué)時安排。本課程主要是理論教學(xué)，一般的練習(xí)都要占用較長的時間，課堂設(shè)置理論運用的練習(xí)。2、學(xué)生課外作業(yè)的內(nèi)容：課后習(xí)題，查找資料，復(fù)習(xí)目的：深化理論學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力。形式：論文、設(shè)計、調(diào)查、課后習(xí)題、閱讀書目要求：上交作業(yè)，課堂提問討論課堂：教師將學(xué)生理解困難的知識點分小組討論，然后每組派代表上講臺講解，討論結(jié)束后各討論小組和教師進行點評和總結(jié),組長為每個組員打分。設(shè)置課堂測驗，重點章節(jié)設(shè)置隨堂測驗，共5次；設(shè)置課后自測，重點章節(jié)設(shè)置課后自測，共5次；五、教材與教學(xué)參考書1、建議教材：《通信原理》，樊昌信等，國防工業(yè)出版社，2015年，第7版?！锻ㄐ旁怼?，樊昌信等，國防工業(yè)出版社，2008年，第6版。2、建議參考書目：《現(xiàn)代通信原理與技術(shù)概論》，程韌，清華大學(xué)出版社，2005年。《通信系統(tǒng)》，王福昌，清華大學(xué)出版社，2006年?！冬F(xiàn)代