《通信原理》教学大纲

《通信原理》教学大纲课程编码：08265016课程名称：通信原理英文名称：PrinciplesofCommunications开课学期：7学时/学分：48/3（其中实验学时16）课程类型：专业基础选修课开课专业：测控技术与仪器、电气工程及其自动化专业本科生先修课程：概率论、信号与系统选用教材：《通信原理》，樊昌信主编，国防工业出版社，主要参考书：1、《通信系统原理》，曹金玉、李莉、赵蓉主编，通信系统原理，吉林大学出版社，1998年2、《现代通信原理》，曹志刚，清华大学出版社，1992年3、《通信系统原理》，冯玉珉，清华、北方交通大学出版社，2003年4、《通信技术概论》，徐少敏，深圳市华为技术有限公司，1998年5、《现代通信原理与技术》，张辉，西安电子科技大学出版社，2002年一、课程性质、目的与任务本课程是电子与信息类专业的主要专业基础理论课。适合在四年级上学期开设。本课程的任务旨在使学生掌握现代通信原理，尤其是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实现方法。通过理论学习与实验环节掌握好本课程内容对于分析各种通信系统、测控系统是很有帮助的。二、教学基本要求1、掌握通信系统的主要性能指标，并通过这些指标对通信系统进行衡量和比较。2、系统掌握不同的通信系统各环节的作用、原理。3、掌握各种模拟调制系统的原理及抗噪声性能4、掌握数字基带传输系统工作原理，及其无码间干扰的传输特性5、掌握数字调制系统的调制与解调原理，以及系统的抗噪声性能。6、采用理论与实践相结合，理论讲述与实验分析相结合的方法进行教学，培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生完成本门课程的学习任务之后，能够自觉地对实践中存在的问题进行分析并提出解决办法。三、各章节内容及学时分配第一章绪论（2学时）教学目的与要求使学生对通信系统有较清晰的认识，并重点认识数字通信系统；掌握通信系统的主要性能指标；学会信息量的计算方法。教学内容第一节引言第二节通信系统的组成第三节通信系统的分类及通信方式第四节信息及其度量第五节主要性能指标考核要求掌握内容：通信系统的基本问题与主要性能指标；模拟通信与数字通信；信息量、平均信息量、信息速率。熟悉内容：通信系统的分类；通信方式。了解内容：通信的概念与发展；第二章

随机信号分析（2学时）教学目的与要求本章内容是本课程后续章节的数学工具，要求掌握平稳随机过程的数字特征与概率密度函数，其相关函数与功率谱密度；掌握高斯过程与窄带随机过程；了解n维联合概率密度函数。教学内容第一节引言第二节随机过程的一般表述第三节平稳随机过程第四节平稳随机过程的相关函数与功率谱密度第五节高斯过程第六节窄带随机过程第七节随机过程通过线性系统考核要求掌握内容：平稳随机过程的数字特征与概率密度函数；平稳随机过程的相关函数与功率谱密度；高斯过程与窄带高斯过程；熟悉内容：平稳随机过程；平稳随机过程的各态历经性；随机过程通过线性系统。了解内容：随机信号与随机过程；n维联合概率密度函数。第三章信道（2学时）教学目的与要求要求学生对通信系统的信道种类、特性及其对信号的影响有清楚的了解；掌握调制信道、编码信道的模型；了解随参信道特性的改善技术。掌握Shannon信道容量公式。教学内容第一节信道定义第二节信道数学模型第三节恒参信道举例、特性及其对信号传输的影响第四节随参信道举例、特性及其对信号传输的影响第五节随参信道特性的改善——分集接收技术第六节信道的加性噪声第七节信道容量的概念考核要求掌握内容：调制信道模型；编码信道模型；恒参信道对信号传输的影响；加性高斯白噪声；Shannon信道容量公式。熟悉内容：信道的定义与模型；恒参信道实例；随参信道实例；随参信道对信号传输的影响；起伏噪声；噪声等效带宽；连续信道的信道容量“三要素”。了解内容：随参信道特性的改善。第四章模拟调制系统（6学时）教学目的与要求通过本章的学习，要求学生掌握线性调制系统的调制、解调的原理及抗噪声性能；熟悉非线性调制系统的调制、解调原理；熟悉频分复用的概念；了解复合调制及多级调制的概念。教学内容第一节引言第二节幅度调制的原理及抗噪声性能第三节非线性调制（角度调制）的原理及抗噪声性能第四节各种模拟调制系统的比较第五节频分复用第六节复合调制及多级的概念考核要求掌握内容：AM、DSB、SSB信号调制与解调；AM、DSB、SSB信号抗噪声性能。熟悉内容：VSB、FM、PM信号的调制原理；频分复用的概念。了解内容：FM信号的解调原理；复合调制及多级调制的概念。第五章数字基带传输系统（6学时）教学目的与要求通过本章的学习，要求学生掌握数字基带信号，基带传输的常用码型和编码原理，掌握无码间干扰的基带传输特性；熟悉数字基带信号的频谱特性，熟悉基带脉冲传输与码间干扰，熟悉眼图的概念和产生方法，熟悉时域均衡的实现方法；了解部分响应系统。教学内容第一节引言第二节数字基带信号及其频谱特性第三节基带传输的常用码型第四节基带脉冲传输与码间干扰第五节无码间干扰的基带传输特性第六节部分响应系统第七节基带传输系统的抗噪声性能第八节眼图第九节时域均衡考核要求掌握内容：数字基带信号；AMI码、HDB3码、PST码、双相码的编码原理和主要优缺点；无码间干扰的基带传输特性；无码间干扰时的基带系统抗噪声性能。熟悉内容：数字基带信号与频谱特性；基带脉冲传输与码间干扰；眼图；时域均衡。了解内容：Miller码、CMI码、nBmB码、4B/3T码；部分响应系统。第六章正弦载波数字调制系统（6学时）教学目的与要求通过本章的学习，使学生掌握二进制数字调制与解调的原理，掌握2ASK，2FSK，2PSK，2DPSK的抗噪声性能，通过二进制数字调制系统的性能比较，使学生进一步了解各种二进制调制系统的性能优劣；使学生熟悉数字调制信号的频谱特性，多进制调制与解调的原理。教学内容第一节引言第二节二进制数字调制原理第三节二进制数字调制系统的抗噪声性能第四节二进制数字调制系统的性能比较第五节多进制数字调制系统第六节改进的数字调制方式考核要求掌握内容：二进制数字调制解调原理；二进制ASK，FSK，PSK、DPSK系统的抗噪声性能；二进制数字调制系统的性能比较。熟悉内容：数字调制信号的频谱特性；4PSK、4DPSK、MSK信号调制解调原理。了解内容：多进制数字调制的概念；QAM、GMSK调制方式。第七章模拟信号的数字传输（8学时）教学目的与要求通过本章的学习，使学生掌握抽样定理，脉冲振幅调制原理，脉冲编码调制原理，以及增量调制原理；熟悉均匀量化与非均匀量化的原理，另外，学生还要熟悉时分复用和多路数字电话系统的原理。教学内容第一节引言第二节抽样定理第三节脉冲振幅调制（PAM）第四节模拟信号的量化第五节脉冲编码调制（PCM）第六节差分脉冲编码调制（DPCM）系统第七节增量调制第八节DPCM系统的量化噪声第九节时分复用和多路数字电话系统第十节话音和图像的压缩编码考核要求掌握内容：抽样定理；脉冲振幅调制(PAM)原理；脉冲编码调制(PCM)原理；增量调制(ΔM)原理；熟悉内容：均匀量化；非均匀量化；脉冲编码调制(PCM)系统抗噪声性能；增量调制(ΔM)系统抗噪声性能；时分复用和多路数字电话系统原理。了解内容：十五折线非均匀量化；增量脉冲编码调制(DPCM)原理。一、

实验：a)实验目的与任务通过计算机仿真技术，使学生搭建不同的通信系统，并通过修改仿真参数，得到不同的仿真结果，加深学生对不同通信系统的认识与理解。b)实验教学基本要求学生在每个实验前要独立完成实验报告的实验目的、原理和实验任务部分，这样可以更好的达到各个实验的目的，要求学生独立完成实验。c)实验教材或指导书实验指导书d)实验项目一览表序号实验项目内容提要实验类型学时分配主要仪器设备实验地点备注1AM与DSB调制解调对调制信号分别进行AM和DSB两种调制方式今天调制，观察结果验证性实验2实验室必修实验2FM调制对信号通过FM调制，加深理解FM调制原理验证性实验2实验室必修实验3观察眼图设计数字基带信号源，并人为地引入噪声，观察眼图波形验证性实验2实验室必修实验42ASK调制与解调用调幅法调制载波产生2ASK信号，并进行解调验证性实验2实验室必修实验5频移键控FSK实验搭建2FSK调制、解调系统，记录、分析仿真结果验证性实验2实验室必修实验6AMI/HDB3码型变换实验对数字基带信