《通信系统仿真技术》课程教学大纲

《通信系统仿真技术》教学大纲一、课程基本信息课程名称通信系统仿真技术CommunicationNetworkSimulationTechnology课程编码OSI224321015开课院部海洋与空间信息学院课程团队（未设置）学分1.5课内学时36讲授0实验0上机36实践0课外学时36适用专业通信工程授课语言中文先修课程通信工程导论、高等数学（2-1）、高等数学（2-2）、线性代数课程简介（限选）通信系统仿真技术课程是通信工程专业的一门专业基础限选课。课程以通信理论为基础，主要介绍有关通信系统仿真的基本概念与原理、MATLAB仿真软件在通信系统仿真中的应用、通信系统典型仿真程序。通过本课程的学习，学生应熟悉通信系统仿真的基本概念和方法；掌握MATLAB/SIMULINK的基本使用方法，能针对通信系统具体问题建立仿真模型、设计仿真程序、进行仿真分析；具有初步的应用MATLAB进行基本通信系统仿真的能力，同时，养成自主学习、终身学习的习惯，增强自主获取知识和自我提高的意识。CommunicationSystemSimulationTechnologycourseisaprofessionalbasiclimitedcourseforcommunicationengineeringspecialty.Basedoncommunicationtheory,thecoursemainlyintroducesthebasicconceptsandprinciplesofcommunicationsystemsimulation,theapplicationofMATLABsimulationsoftwareincommunicationsystemsimulation,andthetypicalsimulationprogramofcommunicationsystem.Throughthestudyofthiscourse,studentsshouldbefamiliarwiththebasicconceptsandmethodsofcommunicationsystemsimulation.MasterthebasicusageofMATLAB/SIMULINK,andbeabletoestablishsimulationmodelsforspecificproblemsincommunicationsystems,designsimulationprogramsandconductsimulationanalysis;HavetheabilitytopreliminarilyapplyMATLABtocarryoutbasiccommunicationsystemsimulation,andatthesametime,developthehabitofautonomouslearningandlifelonglearning,enhancetheawarenessofself-acquisitionofknowledgeandself-improvement.负责人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1:掌握MATLAB数值计算、可视化、基本编程方法，能针对基本通信系统，建立仿真模型，编制仿真程序，进行仿真研究。是5.15.12M2目标2：能基于具体通信系统仿真模型，自主学习相关原理以及Simulink系统仿真实现的内容，培养自主学习意识，掌握基本的自主学习方法。是12.112.1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章第一章系统仿真技术概述本章重点难点：仿真、计算机仿真、通信系统仿真的概念；仿真技术涉及的3个方面和相似性原则。/////21.11.1仿真的概念系统仿真中的三个基本概念：系统/模型/仿真M10.5讲授0.5自学31.21.2仿真技术与通信系统仿真模型的概念；模型的分类；模型的建立方法；仿真的一般流程与步骤；蒙特卡罗仿真步骤；通信系统仿真的局限性。M10.5讲授0.5自学4第二章第二章通信系统数字仿真本章重点难点连续系统离散化原理；龙格-库塔法；仿真算分的稳定性分析。/////52.12.1连续系统离散化原理数值积分法；欧拉法、龙格-库塔法。M20.5讲授0.5自学62.22.2连续系统时域离散数字仿真连续系统时域离散相似法数字仿真。M1,M20.5讲授0.5自学7第三章第三章MATLAB语言基础本章重点难点：Matlab软件基本介绍；数据结构；程序控制语句；程序编写及调试；MATLAB数值运算功能；图形绘制；数据处理；Simulink的操作。/////83.13.1MATLAB软件基本介绍（思政结合点）MATLAB的起源与发展，MATLAB的基本使用、Simulink思政案例：哈工大被禁用MATLAB，国产软件崛起刻不容缓M1,M22讲授2自学93.23.2MATLAB的数值计算功能矩阵表示和操作；矩阵的运算；常用矩阵数据处理函数的使用。M12讲授2自学103.33.3MATLAB数据处理矩阵分解：矩阵分解：三角分解；特征值分解；常微分方程数值解；范德蒙方程求解；MATLAB符号运算。M11讲授1自学113.43.4MATLAB基本绘图plot基本绘图函数及带有其他选项的plot函数的使用；二维绘图辅助函数；多图形处理函数：holdon、subplot、figure函数；特殊二维图形绘制：stem离散序列表示函数、semilogy半对数坐标函数的使用M11讲授1自学123.53.5MATLAB程序设计基础M脚本文件及函数文件的语法结构，函数文件的设计与调用方法，常用流程控制语句的使用，重点讲解MATLAB与C语言语法的异同。M14讲授4自学13第四章第四章Simulink仿真基础本章重点难点：模型的创建方法及过程。通过仿真设计实例，重点讲解模型的创建方法及过程，仿真运行，S-函数，子系统模块与封装技术。等。M1,M22讲授2自学14第五章第五章MATLAB/Simulink通信系统仿真实例本章重点难点：结合基本通信系统模型，介绍信源随机信号的产生、信道的建模、系统信噪比与误码率关系的数据流仿真基本流程和方法。/////155.15.1通信系统的信源与信道MATLAB确定信号的产生；MATLAB随机信号的产生；AWGN信道模型；多径信道模型。M1,M21讲授1自学165.25.2调制技术仿真实现模拟调制；二进制数字调制；多元调制。M11讲授1自学175.35.3通信系统仿真案例MATLAB的数据流仿真;结合数字通信系统的基本模型，仿真信噪比对系统误码率性能的影响；MIMO系统仿真，OFDM仿真初步。M1,M21讲授1自学18上机一上机一：熟悉MATLAB环境熟悉MATLAB主界面；编辑器的使用；矩阵的输入；MATLAB特殊函数创建矩阵的方法；MATLAB变量及文件名的命名规则；save和load的使用；矩阵元素的表示和修改。M11上机/讲授1程序设计19上机二上机二：MATLAB矩阵操作及数值计算功能利用已有矩阵创建新矩阵；矩阵的操作；矩阵的运算；常见矩阵函数的使用。M12讲授2程序设计20上机三上机三：MATLAB程序设计基础字符向量的构造与操作；连续时间信号和离散时间信号的表示及绘图方法；脚本文件的编程方法；函数文件的设计与调用方法；常用流程控制语句的编程应用；M1,M26上机/讲授6程序设计21上机四上机四：通信系统仿真实验模拟幅度调制的建模与仿真；信源随机二进制信号的产生；噪声和多径信道的建模与仿真；声音回声信号的产生及播放程序的设计。数字调制系统建模；数字调制系统误码率性能仿真；OFDM系统仿真。M1,M26上机/讲授6程序设计22上机五上机五：Simulink仿真基础Simulink模块库的使用；Simulink模型的创建及仿真运行；Simulink与MATLAB交互使用的命令行方式进行的动态仿真。M1,M24上机/讲授4自学资料四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1上机1.本课程要求利用Matlab等现代仿真工具建立研究对象的模型，设计出解决通信系统具体仿真问题的实验方案。2.根据模型建立情况和程序设计、Simulink模型运行的结果评分。30%2大作业通信系统误码率性能为仿真案例，考查学生对程序综合设计能力的运用，特别是解决通信系统具体仿真问题的能力考核。20%3期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对通信系统仿真、MATLAB、Simulink基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答题、程序设计题。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1上机30%[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]A-利用Matlab/Simulink建立研究对象的模型正确，参数设计及功能满足要求,设计仿真问题的实验方案合理。B-利用Matlab/Simulink建立研究对象的模型正确，参数设计基本满足要求,设计仿真问题的实验方案基本合理。C-利用Matlab/Simulink建立研究对象的模型基本正确，参数设计及功能满足要求,设计仿真问题的实验方案基本合理;D-利用Matlab/Simulink建立研究对象的模型不正确，参数设计不能满足要求,设计仿真问题的实验方案不合理。2M1大作业20%[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]A-基于MATLAB/Simulink所建立的目标通信系统的仿真模型正确，能完成90%以上的目标任务。B-基于MATLAB/Simulink所建立的目标通信系统的仿真模型基本正确，能完成75%-90%以上的目标任务。C-基于MATLAB/Simulink所建立的目标通信系统的仿真模型大致正确，能完成60%-75%以上的目标任务。D-基于MATLAB/Simulink所建立的目标通信系统的仿真模型不够完善，能完成不足60%的目标任务。3M1期末考试50%（见试卷评分标准）4M2上机30%[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]A-能自主分析目标问题的关键，并能通过调研和交流，找到解决方案，完成目标任务。B-能自主分析目标问题的关键，并能通过调研和交流，完成80%的目标任务。C-能自主分析目标问题的关键，并能通过调研和交流，完成40%的目标任务。D-能自主分析目标问题，能完成不足20%的目标任务。5M2大作业30%[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]A-能自主总结遇到的问题，充分分析问题原因，并能通过调研和交流，完成90%以上的目标任务。B-能自主总结遇到的问题，分析问题原因，并能通过调研和交流，完成75%-90%的目标任务。C-能自主总结遇到的问题，并能通过调研和交流，能完成60%-75%的目标任务。D-能自主总结遇到的部分问题，能完成不足60%的目标任务。6M2期末考试40%（见试卷评分标准）评分等级说明：