《通信系统原理》教学大纲（本科）

《通信系统原理》教学大纲课程英文名PrincipleofCommunicationSystem课程代码C0807Y19学分2.5总学时40理论学时30实验/实践学时10课程类别学科基础课课程性质任选先修课程高等数学、概率论与数理统计、信号与系统适用专业电子信息科学与技术开课学院信息工程学院执笔人审定人王怡制定时间2018年4月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程是电子信息工程专业、通信工程专业和电子信息科学与技术专业的专业基础课中的一门学科选修课。本课程以高等数学中的积分变换、概率论中的概率统计和信号与系统中的频域分析的基本原理为基础，主要内容为研究通信系统的各个模块的工作原理以及系统的性能分析。通过本课程的学习使学生掌握模拟调制、数字调制、基带信号处理以及信源编码和信道编码等内容，为以后数字移动通信的学习打下基础。（二）课程目标课程目标毕业要求目标分类L掌握通信系统原理的传输速率、误码率、带宽、信工程知识1.1理解噪比等方面的计算。工程知识1.2分析2.掌握模拟调制技术、数字调制技术和信道编码的原问题分析2.1分析理和设计方法，并将它们运用于通信系统内，分析其问题分析2.2应用性能。3.掌握通信系统关键模块的仿真设计设计/开发解决方法分析3.1应用研究4.4评价二、课程目标达成的途径与方法课程目标教学环节对应内容课程目标1讲授第1、4、5、6章及作业1、通信系统的常识4、模拟调制系统5、数字基带传输系统6、数字带通传输系统课程目标2讲授第4、5、6、7章及作4、模拟调制系统业实验三、实验四5、数字基带传输系统6、数字带通传输系统7、差错控制编码实验三、数字基带信号的系统仿真设计实验四、2DPSK调制解调的仿真设计课程目标3实验一、实验二、实验三、实验四实验一、AMI/HDB3码型变换实验实验二、FSK传输系统实验实验三、数字基带信号的系统仿真设计实验四、2DPSK调制解调的仿真设计三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2毕业要求3毕业要求4课程目标1M课程目标2MH课程目标3II.\1四、课程主要内容与基本要求1、通信系统的常识了解通信的基本概念、通信系统分类与通信方式；理解通信系统的组成；熟练掌握信息及其度量、通信系统主要性能指标。这部分是该课程的基础部分，重点掌握信息及其度量、通信系统主要性能指标。2、随机过程了解随机过程的基本概念、高斯白噪声和带限白噪声；掌握平稳随机过程的定义和判定以及功率谱密度的计算；理解各态历经性、高斯随机过程、窄带随机过程、正弦波加窄带高斯噪声的定义和性质；掌握平稳随机过程通过线性系统的统计性质。这部分是该课程的数学基础，为后续章节的模拟调制系统、数字基带和频带传输系统的性能分析铺垫随机过程的知识。3、信道了解无线信道的类型、有线信道的类型、信道中的噪声特性；理解信道的数学模型；掌握信道特性对信号传输的影响、信道容量的计算。这部分是建立在第1章节通信系统组成的基础上，重点讲解信道的特性对信号传输的影响以及信道容量的计算，为后续系统性能的分析打下基础。4、模拟调制系统理解幅度调制的原理、非线性调制原理；掌握线性调制系统的抗噪声性能、调频系统的抗噪声性能；了解各种模拟调制系统的比较以及频分复用和调频立体声的原理。在前面三个章节的基础上，重点分析幅度调制、非线性调制的原理和抗噪声性能分析，这部分的内容为后续的数字基带传输系统和数字带通传输系统的抗噪声性能分析提供基本的思路，并为模拟信号的数字传输提供模拟信号的性质。5、数字基带传输系统熟练掌握数字基带信号及其频谱特性、数字基带信号传输与码间串扰、无码间串扰的基带传输特性；掌握基带传输系统的抗噪声性能分析方法；理解基带传输的常用码型的构造方法和性质；了解眼图的性质；利用实验去验证数字基带信号及其频谱特性，并仿真设计一个数字基带传输系统，对系统的性能和理论结果进行对比分析。这部分是在第1、2、3三个章节的基础上，重点分析数字基带传输系统的时域和频域特性，特别是无码间干扰特性的分析,这部分内容和数字带通传输里的调制解调技术构建了现代通信网络架构物理层的核心部分。6、数字带通传输系统熟练掌握二进制数字调制原理、二进制数字调制系统的抗噪声性能分析；理解二进制数字调制系统的性能比较；掌握多进制相移键控和多进制差分相移键控的原理和抗噪声性能;利用实验去验证不同调制技术的性能，以及设计一个目前常用的数字调制和解调系统，并分析其性能。这部分在第5部分的基础上，重点讲解数字调制解调的原理和抗噪声性能分析,这是现代通信系统其中一个核心知识点。7、差错控制编码理解纠错编码的基本原理、纠错编码的性能、简单的实用编码；掌握线性分组码、循环码；了解卷积码的基本原理。这部分是第1章节描述的整个通信系统中，关于信道编解码原理部分。五、课程学时安排

章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标1绪论2作业1.2,1.6课程目标13随机过程4作业3.3,3.9,3.14课程目标14信道2作业4.6,4.7课程目标25模拟调制系统4作业5.3,5.7,5.18,5.19课程目标26数字基带传输系统12作业6.3,6.7,6.10,6.11,6.12课程目标3实验一，实验二7数字带通传输系统12作业7.6,7.15,7.18实验二、实验四课程目标37差错控制编码4作业11.1,11.5,11.7,11.8课程目标3六、实践环节及基本要求

序号实验项目学时基本要求实验性质实验类别1AMI/HDB3码型变换实验3内容要求：了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则；熟悉HDB3码的基本特征；熟悉HDB3码的编译码器的工作原理和实现方法。教学方式：要求学生实验操作之前必须预习，在老师讲解基本操作方法后，学生按照每组2个人自由组合，按照实验指导书的操作步骤，记录相关实验结果，并能对实验结果有预期的正确判断，并回答实验指导书中的思考题，撰写实验报告。验证必做2FSK传输系统实验3内容要求：熟悉FSK调制和解调基本工作原理；掌握FSK数据传输过程；掌握FSK正交调制的基本工作原理与实现方法。教学方式：要求学生实验操作之前必须预习，在老师讲解基本操作方法后，学生按照每组2个人自由组合，按照实验指导书的操作步骤，记录相关实验结果，并能对实验结果有预期的正确判断，并回答实验指导书中的思考题，撰写实验报告。验证选做3数字基带信号的系统仿真设计4内容要求：学会用MATLAB语言设计单极性和双极性码元的时域和功率谱密度；学会对数字基带信号的系统进行仿真设计，并把性能仿真结果和理论结果进行对比。教学方式：要求学生根据实验内容设计相应的实验方案，基于不同的参数设计必做设计，每个同学撰写相应的程序代码，并进行调试测试和仿真分析，最后针对程序原理和仿真结果回答老师的提问，撰写实验报告。42DPSK调制解调的仿真设计5内容要求：要求用MATLAB产生独立等概的二进制信源，画出2DPSK信号波形及其功率谱；画出相干解调和相位比较法后的信号波形。教学方式：要求学生根据实验内容设计相应的实验方案，基于不同的参数设计，每个同学撰写相应的程序代码，并进行调试测试和仿真分析，最后针对程序原理和仿真结果回答老师的提问，撰写实验报告。设计必做5QPSK调制解调的仿真设计5加深对QPSK数字调制技术的理解；并学会使用matlab仿真工具进行功率谱的分析内容要求：要求用MATLAB产生独立等概的二进制信源，画出QPSK信号波形及其功率谱；画出相干解调后的信号波形。教学方式：要求学生根据实验内容设计相应的实验方案，基于不同的参数设计，每个同学撰写相应的程序代码，并进行调试测试和仿真分析，最后针对程序原理和仿真结果回答老师的提问，撰写实验报告。设计选做注：1,实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式、成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时作业等点名记录讨论发言记录］」IILtIr，_.、20%实验考核操作及实验报告操作成绩报告批改成绩20%期末考核闭卷卷面成绩60%考核类别考查成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1、樊昌信、曹丽娜编著，《通信原理》（第7版），国防工业出版社，2012.12.（二）主要参考书：