《通信原理(1)》课程教学大纲

《通信原理》教学大纲一、课程基本信息课程名称通信原理CommunicationPrinciple课程编码OSI323211030开课院部海洋与空间信息学院课程团队数字信号处理课程团队学分3.0课内学时48讲授48实验0上机0实践0课外学时48适用专业电子信息工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、高等数学（2-2）、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、高频电子线路课程简介（必修）（课程简介...）通信原理是电子信息工程专业的一门专业基础课。该课程主要介绍数字基带传输、数字频带传输、模拟信号的数字传输、差错控制编码以及最佳接收等通信系统的基本原理、基本性能和基本分析方法，以及在电子通信工程领域的应用。该课程研究的主体是信号和噪声，涉及到时域分析和频域分析，形成了编码理论、调制理论、检测理论等理论体系，是后续课程《现代通信技术》、《通信网》等信息与通信课程的理论基础。通过本课程的学习，学生能够掌握信息传输的基本原理，具有分析和设计数字通信系统的能力，为学习后继的专业课程、进行科研以及实际工作等都打下良好的理论基础，同时达到与同行进行有效沟通、交流并阐述自己观点的素质培养目标。（对应毕业要求指标点：1.3，2.3，5.1，10.2）(Courseintroduction...)communicationprincipleisaprofessionalbasiccourseforelectronicinformationengineeringmajor.Thiscoursemainlyintroducesthebasicprinciples,basicperformanceandbasicanalysismethodsofcommunicationsystemssuchasdigitalbasebandtransmission,digitalfrequencybandtransmission,digitaltransmissionofanalogsignals,ErrorControlCodingandoptimalreception,anditsapplicationinthefieldofelectroniccommunicationengineering.Themainbodyofthiscourseissignalandnoise,whichinvolvestimedomainanalysisandfrequencydomainanalysis,formingtheoreticalsystemssuchascodingtheory,ModulationTheoryanddetectiontheory,itisthetheoreticalbasisofthefollow-upcourses"moderncommunicationtechnology"(includingmobilecommunication,satellitecommunicationandopticalfibercommunication),"communicationnetwork"and"switchingtechnology.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmasterthebasicprinciplesofinformationtransmission,havetheabilitytoanalyzeanddesigndigitalcommunicationsystems,andlearnsubsequentprofessionalcourses,tolayagoodtheoreticalfoundationforscientificresearchandpracticalwork,andatthesametimetoachievethequalitytraininggoalofeffectivelycommunicatingwithpeersandexplainingtheirownviews.(Correspondinggraduationrequirementsindexpoints:1.3,2.3,5.1,10.2)负责人大纲执笔人审核人二、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：理解并掌握通信系统的基本概念和基本分析方法，并能运用高等数学、概率论、信号与系统等基础知识对信息传输领域问题的性能（有效性、可靠性）进行分析和指标参数的计算。是1.32M2目标2：能够运用通信系统的基本原理和分析方法，对各种通信系统模块或者模型进行推演计算，并得出正确的结论。是1.33M3目标3：能够对通信系统中各模块的数学模型进行性能分析、比较，在进行通信系统的设计与开发时能够识别和表达各种方案的关键问题及相互制约因素，得出通信系统的最佳设计方案。是2.34M4目标4：熟练应用Matlab、Simulink等工具软件对基带传输通信系统、频带传输系统、信源编码以及信道编码等进行程序编写或系统仿真建模，能够根据工程需要设计出系统的各模块组成。是5.15M5目标5：能够了解当前通信行业的发展趋势及热点，能够利用专业知识阅读本专业的各种中外文资料，能够有条理有逻辑地完成设计文档及报告。是10.1三、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1章第1章绪论本章重点：数字通信系统特点、信息量、码元速率与信息速率、误码率与误信率。本章难点：信息量的计算方法、数字通信系统主要性能指标的求解。////21.11.1通信及通信系统通信定义及发展，通信系统的基本概念，通信系统的组成、分类及通信方式M1,M52讲授、讨论6课后作业、报告31.21.2信息及信息量信息的概念，离散消息的信息量计算公式，离散信源的平均信息量，总信息量。M11讲授、讨论1课后作业41.31.3通信系统主要性能指标通信系统的有效性、可靠性。M11讲授、讨论1课后作业5第2章第2章基础知识本章重点：确定信号的时域及频域、广义平稳随机过程，广义信道，高斯白噪声。本章难点：广义平稳随机过程的定义及性质，高斯窄带随机过程的统计特性////62.12.1确定信号的分析确定信号时域性质，确定信号的频域性质。M11讲授、讨论1课后作业72.22.2随机过程随机过程的定义、数字特征，平稳随机过程的定义及性质，高斯随机过程的定义及性质，窄带随机过程，正弦波加窄带高斯过程，高斯白噪声和带限高斯白噪声。M12讲授、讨论2课后作业82.32.3信道信道的分类及数学模型，对信号传输的影响，信道中的噪声。M11讲授、讨论1课后作业9第3章第3章数字基带传输系统本章重点：数字基带信号传输系统、AMI码和HDB3码、无码间串扰系统、抗噪声性能及部分响应系统。本章难点：数字基带信号传输系统组成框图、AMI码和HDB3码编译码规则、无码间干扰的时域和频域条件、奈奎斯特准则的应用、奈奎斯特速率及奈奎斯特带宽的求解，二进制单双极性码误码率的分析方法、部分响应波形及频谱特点。////103.13.1数字基带信号及其频谱特性数字基带传输系统的组成框图，数字基带信号波形，数字基带信号数学表达式，数字基带信号频谱（功率谱）分析。M1,M22讲授、讨论2课后作业113.23.2基带传输常用的码型传输码型的选择原则,AMI码、HDB3码的编译码规则。M2,M31讲授、讨论1课后作业123.33.3码间串扰及无码间串扰的基带传输特性数字基带传输系统的模型，码间串扰的数学表示，无码间串扰的时域与频域条件,无码间串扰的理想低通特性，无码间串扰的升余弦滚降特性。M2,M3,M44讲授、讨论4课后作业133.43.4基带传输系统的抗噪声性能及眼图二进制单、双极性基带传输系统的误码率，眼图的形成机理，眼图的模型。M2,M31讲授、讨论1课后作业143.53.5部分响应和时域均衡第一类部分响应波形、频谱特点，码间串扰特点，相关编码与预编码，时域均衡原理。M2,M32讲授、讨论2课后作业153.63.6m序列m序列的定义及产生方法。M2,M31讲授、讨论1课后作业163.73.7基带传输系统的最佳接收数字信号的匹配滤波器的传输特性以及实际匹配滤波器的性能。M1,M21讲授、讨论1课后作业17第4章第4章数字频带传输系统本章重点：二进制数字调制、二进制数字调制的抗噪声性能、多进制的数字调制。本章难点：二进制数字调制原理、PSK与DKSK的关系、二进制数字调制的抗噪声性能分析，4PSK的调制解调过程，MSK，GMSK////184.14.1二进制数字调制原理ASK、FSK、PSK、DPSK的原理，包括信号的时域表达式、频谱特征，调制与解调的方法。M2,M3,M43讲授、讨论3课后作业194.24.2二进制数字调制的抗噪声性能2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的相干及非相干解调误码率计算。M2,M3,M42讲授、讨论2课后作业204.34.3二进制数字调制的比较频谱特征的比较，抗噪声性能（误码率）的比较，对信道特性变化敏感性的比较。M2,M31讲授、讨论1课后作业214.44.4多进制数字调制的原理多进制ASK、FSK、PSK、DPSK的基本原理。M2,M3,M42讲授、讨论2课后作业224.54.5移动通信调制技术最小频移键控（MSK）、高斯最小频移键控（GMSK）的基本原理。M2,M32讲授、讨论2课后作业23第5章第5章模拟信号的数字传输本章重点：模拟信号的数字化、均匀量化、A律十三折线、增量调制、时分复用。本章难点：模拟信号的数字化过程、均匀量化量化信噪比的分析、十三折线A律特性编码、PCM基群帧结构、PCM基群码速率与带宽计算。////245.15.1引言模拟信号的数字化传输的过程。M1,M21讲授、讨论1课后作业255.25.2抽样及脉冲调制理想低通抽样定理推导与结论，理想带通抽样定理结论，三种模拟脉冲调制（PAM、PDM、PPM）的定义，PAM信号的频谱分析。M2,M3,M42讲授、讨论2课后作业265.35.3量化量化原理，均匀量化的概念与均匀量化信噪比的计算，非均匀量化的概念，A律十三折线法实现非均匀量化特性的原理。M2,M32讲授、讨论2课后作业275.45.4脉冲编码调制脉冲编码调制的基本原理，自然二进制码和折叠二进制码，十三折线A率特性编码，PCM系统的噪声性能分析。M2,M33讲授、讨论3课后作业285.55.5增量调制系统增量调制原理，增量调制系统的量化噪声。M2,M31讲授、讨论1课后作业295.65.6时分复用和复接时分复用的基本概念，准同步数字体系、同步数字体系。M2,M31讲授、讨论1课后作业30第6章第6章差错控制编码本章重点：基本概念、线性分组码、循环码、卷积码。本章难点：最小码距与纠检错能力、线性分组码的原理与编码方法、循环码的原理与编码方法，卷积码的编解码过程。////316.16.1概述信道的分类，几种主要的差错控制技术，ARQ系统的工作原理与分类。M1,M21讲授、讨论1课后作业326.26.2纠错编码的基本原理码重与码距，最小码距与纠检错能力。M1,M21讲授、讨论1课后作业336.36.3线性分组码线性分组码的特例，监督矩阵，生成矩阵，错误图样，校正子，线性分组码的封闭性与码重。M1,M22讲授、讨论2课后作业346.46.4循环码循环码原理（码多项式的概念与运算、循环码的生成多项式、生成矩阵），循环码的编码电路。M2,M32讲授、讨论2课后作业356.56.5卷积码卷积码的定义，卷积码的编码电路，卷积码的编码过程及译码方法。M2,M32讲授、讨论2课后作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每周布置2-3道题目，平均每次课1道题以上。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对通信系统系统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作图、分析和计算题。10%2课堂测试1、充分利用雨课堂平台对学生进行当堂测试，检查学生对每一次课堂知识点的掌握程度。2、每次课堂布置1-2道客观题，1道主观题，分别考查学生对基础知识的理解及综合应用能力。10%3大作业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，设置各模块参数，设计出能够解决通信系统问题的实验方案。2、根据模型建立情况和方案的准确性评分。20%4报告1、 要求撰写一篇有关5G或通信方向的报告。2、考核学生查阅文献、能否有条理有逻辑地完成设计文档及报告的能力。10%5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，题型主要有填空题、选择题、判断题及综合应用题等。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平时作业20%A.按时提交作业，解题步骤清晰，答案准确B.按时提交作业，解题步骤比较清晰，答案较准确C.不能按时提交作业，解题步骤基本清晰，答案准确2M1课堂测试20%A.客观题90%准确，主观题解题步骤清晰，结果准确B.客观题80%准确，主观题解题步骤比较清晰，结果准确C.客观题80%以下准确率，主观题解题步骤比较清晰3M1期末考试60%按照评分标准4M2平时作业20%A.按时提交作业，解题步骤清晰，答案准确B.按时提交作业，解题步骤比较清晰，答案较准确C.不能按时提交作业，解题步骤基本清晰，答案准确5M2课堂测试20%A.客观题90%准确，主观题解题步骤清晰，结果准确B.客观题80%准确，主观题解题步骤比较清晰，结果准确C.客观题80%以下准确率，主观题解题步骤比较清晰6M2期末考试60%按照评分标准7M3平时作业20%A.按时提交作业，解题步骤清晰，答案准确B.按时提交作业，解题步骤比较清晰，答案较准确C.不能按时提交作业，解题步骤基本清晰，答案准确8M3课堂测试20%A.客观题90%准确，主观题解题步骤清晰，结果准确B.客观题80%准确，主观题解题步骤比较清晰，结果准确C.客观题80%以下准确率，主观题解题步骤比较清晰9M3大作业60%A.对通信系统中各模块的数学模型的性能能够进行正确地分析、比较，能够利用Simulink的通信系统模块设计出最佳的方案B.对通信系统中各模块的数学模型的性能能够进行较正确地分析、比较，能够利用Simulink的通信系统模块设计出较理想的方案。C.对通信系统中各