《通信原理与通信技术》课程教学大纲.docx

通信原理与通信技术课程教学大纲一、课程基本信息课程名称（中文）通信原理与通信技术课程名称（英文）Principlesof communication课程类别主业主干课课程性质必修授课语言双语授课学期5学分2课程学时及分配总学时讲课实验课外32248适用专业信息平安教材樊昌信，通信原理（英文版），电子工业出版社，2010先修课程高等数学，概率统计，信号与系统后续课程信息论基础课程简介课程定位：本课程是高校信息平安专业本科生的专业主干课，主要培养本专 业学生掌握通信系统的基础概念、基本数学模型和理论、经典调制和编码方 法。通过该课程的学习，激发学生学习通信系统的兴趣，提高学生分析和解 决通信系统及关键元部件复杂工程问题的能力，为后续从事相关行业的复杂 理论研究和工程应用奠定基础。课程内容：通信系统中各种通信信号的产生、传输和调制解调的基本理论和 方法；在数学模型和数学工具的基础上，涉及模拟调制系统、数字基带/频带 系统、模拟信号的数字传输系统等内容，其中包括常用的调制解调、编码译 码方法、经典的定理和准那么等。核心学习结果：掌握数学工具处理通信系统的基本思路和常用方法，掌握通 信系统的基本专业知识：包括系统模型、数学模型、相关原理/定理及结论， 具备对复杂通信系统进行分析、研究和中英文沟通交流的能力，为以后深入 研究相关的通信系统奠定基础；能够具备阅读通信领域外文文献的能力，并 了解其未来开展趋势及当前研究热点。主要教学方法：通过以问题向导、教学案例/习题、PPT、板书、软件仿真/硬 件测试、学生讨论、思维导图和中英文视频等多种手段相结合的方法，深入 浅出剖析教学中的重点和难点，并在教学过程中引导和培养学生的自主学习 能力。大纲更新时间2020.8目标3（指标点4.1）针对实验内 容和复杂问 题，能够用 英文书写实 验报告、文 字流畅、思 路清晰。英文书写 不规范、语 言不流畅、 不符合逻 辑。10%期末考试评分标准期末考试内容和考试题目针对课程目标设计，具体评分标准参考开课学期通信原理 期末试卷答案评分标准。六、参考书目及学习资料1 .樊昌信，通信原理精编本，国防工业出版社，2011,第6版2 .西蒙赫金，通信系统（原版），电子工业出版社，2012,第4版3 .自编讲义通信原理（双语）简明教程，2017二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号支撑毕业要求指标点课程目标达成途径1课程目标1：掌握模拟通信系统、数 字通信系统（基带/频带）的基本知 识，研究数学模型的建立过程，了解 数学分析及推导的机理，关联并比拟 相关的知识点，掌握重要的定理：香 农定理、奈奎斯特准那么、采样定理等， 并理解其推演过程，为指导工程应用 提供理论分析依据。指标点1.4：系统掌握信息平安基础 理论及专业知识，包括硬件、软件及 系统等方面的平安内容，具备理解复 杂平安工程问题的能力，能够运用所 学知识进行平安问题求解。讲课作业辅导 演示教学2课程目标2：在掌握通信系统基本专 也知识的基础匕设计通信系统中的 核心或关键处理模块，包括其建模、 计算、仿真，对结果或数据进行分析， 指导工程设计和实现。指标点2.2：应用信息平安领域专业 知识，能够根据给出的实际工程案 例，运用图表等工程方法发现问题、 提出问题及分析问题；讲课上机实验作业辅导演示教学3课程目标3：开展通信系统经典和最 新中英文文献的检索和阅读，了解通 信系统中的热点技术：MIMO技术、 超宽带、4GLTE以及5G、稀疏采样等 理论和应用概况，掌握并比照世界知 名大学和主要研究机构的最近研究 热点和研究动态。指标点4.1：能够针对计算机领域信 息平安问题，选择合适的仿真实验或 者测试方案；讲课 文献阅读 及讨论 视频三、理论课程教学内容章标题教学内 容学时思政融 入点学生学习教学课程预期成果方式目标AA, AU第一早绪论1、通信 系统的 基本概 念和模 型；通信 系统的 分类2引入国 内外为 通信原 理开展 做出贡 献的科 学家及 相关事 迹，激发 学生的 科研热 情和爱 国情怀。对通信系统、模型及分类 有初步的认识，通过简单 通信实例能够归纳其通信 模型。理解信息量的计算 公式，掌握算码元速率、 信息速率定义与计算；掌 握通信系统的性能指标： 频带利用率、误码率和误 信率，理解其对通信系统 质量的影响。以典型通信系统为 案例，归纳通信系 统模型，对不同通 信系统的性能指标 进行分析，使学生 理解其影响。对公 式进行讨论、归纳 和计算。目标 12、信息 量及其 计算:通 信系统 的性能 指标；第二章1、随机 过程的 概念及 平稳随 机过程3通过理论分析及工程应 用，认识及理解随机过程； 结合原理与工程实际，能 够分析和处理简单的窄带 随机过程，能够系统的对 随机过程通过线性系统进 行分析和计算；初步认识 高斯噪声的特点、波形， 并了解其在通信系统中的 广泛应用。通过对随机过程的 理论讲授，使学生 掌握其原理、特点、 分类以及对不同通 信系统的影响。对 随机噪声仿真波形 进行讨论，让学生 能够针对不同实例 进行分析，并体会 噪声对通信系统的 影响。目标 1随机过 程2、随机 过程通 过线性 系统目标 23窄带 随机过 程4高斯 随机过 程以及 高斯噪 声第三章 信道1、信道 分类及 数学模型2讲授经 典的同 步问题 时，引导 学生寻 找生活 中的同 步问题， 并采用 所学方 法去解 决，帮助 学生理 解进程 同步基 本理论 的同时， 激发学 生创新 的科研 精神。充分认识信道在通信系统 中的重要地位，掌握基本 的信道传输特性，并了解 当前通信系统中常用的信 道模型。掌握信道容量公 式和计算，能够结合实际 应用对该公式进行有效分 析和计算。结合实际通信系 统，对信道进行分 类和建模。阅读香 农撰写的经典信道 容量文献，使学生 感受科学发现的伟 大意义。通过实例 和作业，让学生熟 练掌握该公式的计 算。目标 12、信道 的传输 特性目标 33、信道 容量第四章 连续波 调制1、线性 调制及 其抗噪 声性能4对线性调制和非线性调制 （重点是AM/FM）进行分 析和比照。掌握使用软件 对AM/FM进行系统设计 的方法，从而深入理解 AM/FM调制解调的过程， 以及二者实际应用和优缺 点。能够结合实际广播 通信，在理论讲解 的基础上，通过视 频、分析引导和讨 论，并结合AM/FM 的软件模拟仿真结 果，进行深入分析 和比照。目标 22、非线 性调制 及其抗 噪声性 能3、频分 复用技 术第五章1、采样 及采样 定理3引导学 生开动 脑筋，讨 论存储 器管理 的各种 有效方 法，让学 生参与 课堂，体 现“以生 为本”的 同时，激 发了学 生的学 习兴趣 和科研 热情。从时域和频域掌握采样定 理的推导过程，分析比拟 均匀量化和非均匀量化， 掌握PCM编码的原理及应 用，了解时分复用和复接 的原理及应用。结合语音信号，对 采样定理和PCM编 码的基本理论进行 讲授，并给出仿真 实例和测试波形， 增加理解和记忆。通过前后章节对 比，让学生理解时 分复用和频分复用 的区别和应用。并 以作业和实验进行 辅助理解。目标1脉冲调 制2、量化 原理及 分类目标 23、PCM 编码原理4、时分 复用技 术第六章 数字基 带系统1、数字 基带信 号波形、 时域/频 域分析4掌握数字基带信号及其频 谱特性、基带传输的常用 码型，掌握匹配滤波器的 设计原那么；掌握数字基础 信号传输模型与码间串扰 的产生和消除方法，掌握 基带传输系统的抗噪声性 能的计算；理解并分析奈 奎斯特第一、第二准那么的 内容；熟悉眼图及各指标 含义。让学生自主学习数 字基带信号及其频 谱特性，并对所得 结果进行深入思 考。重点讲授匹配 滤波器和奈奎斯特 第一、第二准那么， 并给出它们在通信 系统中的工程应用 实例。通过观看短 视频、做作业加强 理解。目标12、匹配 滤波器目标 23、单极 性和双 极性误 码率4、奈奎 斯特准 那么：第一 和第二 准那么5、眼图第七章 数字频 带系统1、常用 的数字 调制方 法的原 理和实 现4掌握数字调制的基本原 理，并和模拟调制系统作 比拟；通过阅读和讨论， 让学生归纳出几种 数字调制的区别和 联系。并与模拟通 信的进行比照，绘 制思维导图。2、几种 数字调 制方法 的误码 率推导 及比照分析比照 2ASK、2FSK、2PSK 和2DPSK的表达式和时域 波形、频谱特性和传输带 宽、抗噪声性能；理解 QPSK、QAM 调制和 OFDM 系统的基本原理；给出几种含噪声的 数字调制系统的仿 真波形和测试波 形，加深理解。并 辅以作业和实验， 增强工程实践能 力。目标 23、QAM 调制及 OFDM 系统目标 3第八章 通信系 统新技 术超宽带、 MIMO 和压缩 感知、 5G等新 概念和 技术应 用、前沿 开展2理解压缩感知的基本概念 及信号处理过程；掌握超 宽带的定义及调制方法； 掌握MIMO系统模型；综 合了解通信系统新技术及 其应用；介绍通信系统最新 研究成果，让学生 查找、阅读相关文 献，撰写报告。四、实验教学内容序 号工程名称实验内容学时类 型学生学习预期成果课程 目标1AMI/HDB3编译码AMI编码译码的软件 模拟及硬件平台实现 (2)HDB编码译码的软件 模拟及硬件平台实现2专 业 类掌握AMI/HDB3的各自 原理、特点及异同；对两种编码进行分析和 设计，通过示波器对波 形进行观察、测试和分 析，并得出有效结论。目标1目标22脉冲编码调制 (PCM)PCM编码的步骤及软件和硬件平台的实现(2)采样的simulink实现2专 业 类掌握PCM编码和译码原 理，理解硬件实现的原 理，设计采样过程，并 进行仿真和硬件测试， 得到有效结论。目标1目标23FSK调制解调FSK的调制和解调的 matlab 仿真；(2) FSK的调制和解调的 硬件平台的实现；2专业类掌握FSK系统的原理及 硬件实现的方法，对其 进行软件模拟和硬件搭 建，对测试的波形进行 分析和判断。目标2目标34通信系统综合实 验基于语音信号，建立单 工/双工通信系统2综 合 类掌握单工/双工通信系统 的编译码、调制解调信 号处理流程，并得到有 效正确的通信波形。理目标2目标3解模数、数模转换以及 采样定理。五、课程评价（一）考核内容与考核方式与课程目标对应关系课程目标（指标点）考核内容考核坏书及占比（）成绩课后作业期末考试实验总比课程目标1（指标点1.3）模拟通信和数字通信常用的调 制方式原理、计算和性能分析， 通信系统的常用编码方式、经 典定理。5%35%5%45%课程目标2（指标点3.2）通信系统中核心和关键处理模 块的计算、仿真和分析，常见 通信系统的分析与设计。5%20%5%30%课程目标3 （指标点10.2）通信系统中的前沿技术10%5%10%25%合计20%60%20%100%（二）考核方式评分标准评分标准总体说明：（a）课后作也、实验报告需要按时提交，晚交一周在原评分标准基础上扣除10分（b）课后作业抄袭、实验报告作假或抄袭以及期末考试作弊，相关考核环节记。分课后作业评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1（指标点1.4）按时完成教师布 置的等数量作业 题目答题，字迹清 楚、答题或计算过 程的思路清晰，结 论正确。按时完成教师 布置的等数量 作业题目答 题，有答题或 计算过程，结 论正确.按时完成教 师布置的等 数量作业题 目答题，有 答题或计算 过程和结 论，但局部 存在错误问 题。未能全部 完成教师 布置的作 业题目答 题或答题 过程及答 案均错误。 未交作业 为。分。5%目标2（指标点2.2）按时完成教师布 置的等数量作业 题目答题，英文书 写规范、正确，字 迹清楚、答题设计 过程和思路清晰， 表达出一定的分 析和设计能力。按时完成教师 布置的等数量 作业题目答 题，英文答题 或设计的过程 和思路清晰， 设计结果符合 要求。按时完成教 师布置的等 数量作业题 目答题，有 答题或设计 流程，但结 果不符合要 求未能全部 完成教师 布置的作 业题目答 题或答题 过程及结 果均存在 错误。未交 作业为0 分。5%课程目标3 （指标点4.1）能够很好地检索 和阅读通信系统 的前沿技术，对其 中感兴趣局部进 行分析、归纳和总 结，并能够提出新 的方法和技术。能够检索和阅 读通信系统的 新技术，理解 其数学模型及 方法，并有效 地总结。基本能够完 成英文文献 的阅读和检 索，初步理 解其理论和 应用。不能够完 成英文文 献的阅读 和检索，不 理解其理 论和应用。10%课内实验评分标准教学目标要求评分标准总权重 （%）实验操作（50%）实验报告（50%）60-1000-5960-1000-59目标1（指标点1.4）能够正确使用 matlab软件和通 信原理实验系统 平台，实现符合要 求的设计结果或 验证结果。对matlab仿真 软件操作不了 解，没能实现 符合要求的设 计结果或验证 结果。报告中能正 确描述实验 设计或验证 原理，仿真 或验证结果 正确，对结 果有合理分 析。报告中描 述元件设 计或验证 原理错误， 仅有仿真 或验证结 果，缺乏结 果分析。5%目标2（指标点2.2）能够熟练地使用 matlab软件和硬 件平台，实验仿真 设计和测试结果 正确。对仿真软件和 示波器等测量 仪器使用不了 解，不会使用 其对通信系统 及其核心部件 进行设计或测 试。利用matlab 仿真软件所 设计系统符 合设计要求 或验证性实 验结果符合 理论预期。不能得到 通信系统 或核心部 件的设计 结果或实 验测试结果5%