数字通信原理 教学大纲

第页数字通信原理一、课程说明课程编号：090264X10课程名称：数字通信原理/PrinciplesofDigitalCommunication课程类别：专业教育课程学时/学分：48/3先修课程：概率论与数理统计适用专业：计算机科学与技术、信息安全、物联网工程教材、教学参考书：1.RobertG.Gallager等.PrinciplesofDigitalCommunication.CambridgeUniversityPress,2012年2.曹丽娜等.通信原理大学教程(第1版).北京:电子工业出版社,2012年3.樊昌信,曹丽娜.通信原理(第7版).北京:国防工业出版社,2012年4.常君明等.数字通信原理.北京:清华大学出版社,2010年二、课程设置的目的意义数字通信原理是计算机科学与技术与信息安全等专业的专业选修课。目的是使本专业学生掌握较广泛的现代通信理论和基本技术，课程以现代通信系统为背景、以通信系统的模型为主线，系统的介绍了现代通信，特别是数字通信的基本概念、基本原理和基本的分析方法，并介绍了通信系统主要组成部分的设计和实现方法。通过学习本课程，初步培养学生对通信系统进行分析和设计的能力，为今后的发展打下良好的基础。三、课程的基本要求知识:掌握模拟通信和数字通信的基本概念、基本理论以及基本的分析方法；熟悉通信系统的组成和工作原理；了解通信系统主要组成部分的基本原理和实现方法。能力：通过学习通信的基本概念和原理，掌握设计和实现通信原理的一般过程，将通信原理应用到实际工程中，针对具体设计要求提出有效的解决方案，提高开发通信系统的能力，结合课程实验和现代通信技术及系统的分析，培养创新意识，提高分析问题、解决问题和实际动手能力。素质：建立完整的通信架构，通过课程中的分析讨论和实践，培养分析沟通交流素质，提升主动学习的基本素质。通过课外研讨和实践模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1讲绪论 220信号的概念、通信系统的组成、数字通信系统的特点、衡量通信系统的有效性指标和可靠性指标通信的概念、有效性指标、可靠性指标教学思路：通过举例，说明通信的重要性以及通信系统的组成，分析衡量通信系统的性能指标。分析通信系统的发展历程，讨论通信系统的研究方向。教学模式：提问互动式、案例分析、课后作业第2讲确知信号与随机过程 220确知信号的概念和表示、随机过程的分析随机过程分析教学思路：通过举例，对比确知信号和随机信号的区别，分析随机过程的频域变化。教学模式：课前导学、课中问题研讨，与学生互动探讨。其中，2课时为课堂教学。第3讲信息论基础、信道及信道容量440信息的度量、信道模型、信道容量的概念信息量的计算、信道容量的计算教学思路：从前面总结，提出信息如何度量的问题，引导学生进行信息量的计算、引入现有网络通信中的信道容量计算的方式，深入理解信道容量概念。教学模式：课前导学、在课程中与学生互动，共同探讨信息度量发展的过程以及信息度量的公式，课后部署作业。第4讲模拟调制技术220线性调制的原理及方法调幅的基本原理教学思路：通过案例分析信号的传递中需要利用到调制技术，引入最早的调制方式，讲解其调制原理。教学模式：案例分析、提出问题，探讨解决方案。第5讲模拟信号的数字传输 660抽样定理、量化原理、脉冲编码调制抽样定理、非均匀量化、PCM教学思路：讲解信号传输过程的各个单元，通过通信过程案例来加深对抽样定理、非均匀量化以及PCM编码的理解。教学模式：实例分析、学生互动探讨、课后作业、课堂测试。第6讲数字基带传输系统963基带信号的概念、基带码型变换、无码间串扰原理、抗噪声分析、眼图、均衡定理基带信号的频谱分析、均衡定理教学思路：基本码型是基带信号传输的基础，先引入问题，提出解决问题的基带码型变换，以及无码间串扰条件，分析各种解决基带信号传输的措施，并通过分小组调研了解当前抗噪声性能的提升和时域均衡、频域均衡的最新进展，并通过上机实验加深对基带信号的理解。教学模式：课前导学、课中问题互动探讨、课后调研小论文及上机实验。第7讲数字调制技术963二进制数字键控系统的基本原理与实现技术ASK、FSK、PSK、DPSK调制原理教学思路：分析数字信号在模拟信道中传输的问题，引入调制技术，讲解各种调制技术的基本原理及实现，并通过上机实验验证调制的过程及结果。教学模式：课前导学、与学生互动探讨各种调制技术的实现，课后通过上机实验加深印象。其中，6课时课堂教学，3课时实验教学。第8讲数字信号的最佳接收440最小差错概率接收、最佳接收机的原理、性能比较最小差错概率接收准则教学思路：分析最小差错概率接收的方式，通过提问和讨论的方式进行最佳接受方式的比较。教学模式：课前导学、与学生互动提问解答方式进行学习。第9讲差错控制编码660纠错基本原理、线性分组码、循环码、汉明码线性分组码、循环码教学思路：通过举例引入纠错基本原理，并讲解各种差错控制编码的基本原理和实现，并进行对比。教学模式：案例式、课中问题抢答、课堂小测验、课后作业相结合的模式。第10讲同步原理440载波同步、位同步及群同步的基本原理载波同步分析教学思路：通过示例展示同步的重要性和可靠性，讲解各种同步方式的基本原理，并进行对比分析。教学模式：案例式、并通过提问抢答的方式、分小组讨论互辩式学习各种同步方式。合计48426注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求实验名称实验内容学时基本要求数字基带信号观察单极性非归零码、传号交替反转码、三阶高密度双极性码、AMI码及HDB3码，观察位同步提取电路中的有关波形，观察AMI、HDB3译码输出波形；3学生对数字基带信号有一个全面认识数字调制、解调与眼图实验观察绝对码、相对码波形，观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形，观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱，观察2DPSK相干解调器各点波形，观察2FSK过零检测解调器各点波形，观察眼图。3掌握数字调制、解调的工作原理以及工作过程六、考核方式及成绩评定考核