《通信原理》教学大纲.doc

通信原理教学大纲一、 课程概述 通信原理是通信工程专业的基石，该课程的任务是研究怎样用数学的方法分析、设计通信系统和模块。通信原理是电子与通信工程专业和网络工程专业的一门重要的专业基础课。这是一门系统性、理论性强的课程。通信原理的前置课程是信号与系统。学习本课程的目的是使学生掌握通信系统的基本原理、方法和基本技术以及各种通信系统的抗噪音性能分析和计算，为以后学习更高级的信息与通信课程，研究设计新的通信系统和掌握通信系统的发展方向奠定必要的基础。二、 课程目标 通过本课程的学习使学生掌握通信系统的基本原理和基本技术：1.知道通信原理这门课程的性质、地位和独立价值。知道这门学科的研究范围、基本框架、研究方法、学科进展。2.理解通信系统的组成原理3.掌握确知信号和随机信号的分析方法4.掌握模拟通信系统中信号的调制技术、频分复用技术5.掌握数字信号基带传输技术、数字载波调制技术6.掌握模拟信号的数字传输技术7.掌握同步原理、数字信号的最佳接收三、 教学内容和教学要求这门课程的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。这四个层次的一般涵义表述如下：知道是指对这门课程和教学内容的认知。理解是指对这门课程涉及到的概念、原理与技术能说明和解释。 掌握是指能运用已理解的概念和原理。学会是指能运用概念和原理进行实验分析和设计。教学内容和要求表中的“”号表示教学知识和技能的教学要求层次。本标准中打“*”号的内容可作为自学，教师可根据实际情况确定要求或不布置要求。教学内容及教学要求表教学内容知道理解掌握学会1绪论1.1 通信系统的组成；1.2 数字通信系统各部分作用和优缺点；1.3 通信系统的质量指标2确知信号的分析2.1 信号和系统的分类2.2 周期和非周期信号的频谱分析2.3 付氏变换的运算特性2.4 帕塞瓦尔定理和能量（或功率）谱密度2.5 信号通过线性系统和不失真传输条件2.6 波形的相关3随机信号的分析3.1 随机事件与概率3.2 随机变量与概率分布3.3 随机变量的函数3.4 随机变量的数字特征3.5 随机过程的概念及其统计特性3.6 平稳随机过程和各态历经性3.7 高斯随机过程3.8 平稳随机过程功率谱密度及与自相关函数的关系3.9 随机过程通过线性系统3.10 白噪声3.11 通信系统中的噪声3.12 正弦波加窄带高斯噪声3.13 匹配滤波器4模拟通信系统4.1 调制4.2 模拟基带信号传输4.3 线性调制4.4 线性调制系统的抗噪声性能分析4.5 非线性调制（角调制）4.6 调频系统的抗噪声性能分析4.7 调频信号解调的门限效应4.8 加重技术4.9 频分复用（FDM）技术5数字信号的基带传输5.1 数字基带信号传输系统的构成及各部分功用5.2 数字基带信号的码型和波形5.3 数字基带信号的频谱分析5.4 数字基带传输中的码间串扰和噪声5.5 无码间串扰的传输特性5.6 无码间串扰时噪声对传输性能的影响5.7 多进制数字基带信号的传输5.8 眼图5.9 为改善数字信号基带传输性能的几个措施6数字载波调制6.1 二进制数字振幅调制6.2 二进制幅移键控系统的性能6.3 二进制数字频率调制6.4 二进制频移键控系统的性能6.5 二进制数字相位调制6.6 二进制相移键控系统的性能6.7 二进制数字调制系统性能的比较6.8 多进制数字振幅调制6.9 多进制数字频率调制 6.10 多进制数字相位调制6.11 多进制数字调制系统的性能6.12 其它数字调制方式7模拟信号的数字传输7.1、抽样定理及其应用7.2、模拟信号的量化7.3、编码和译码7.4、PCM通信系统7.5、增量调制系统7.6、各种改进型增量调制7.7、时分复用及其与频分复用的比较8同步原理8.1 载波同步的方法8.2 载波同步系统的性能8.3 同步载波频率和相位误差对解调性能的影响8.4 位同步的方法8.5 群同步（帧同步）9数字信号的最佳接收9.1 二元假设检验和各种判决准则9.2 多次量测9.3 二元确知信号的最佳接收9.4 匹配滤波器及其应用10通信系统的数字化方法10.1 BPSK载波相位同步系统的数字化10.2 差分编码和差分相移键控系统的数字化10.3 MPSK的载波相位恢复的数字化10.4 各种改进型QPSK调制解调器的数字化四、 课程实施（一）课时安排与教学建议通信原理是通信专业的主干专业课和计算机网络工程专业类选修课。一般情况下周课时为4课时，共72课时。通信专业不安排实验，计算机专业安排实验。具体课时安排如下：课时安排及教学方法表教学内容课时建议教与学的方法建议72课时72课时1绪论1.1 通信系统的组成；1.2 数字通信系统各部分作用和优缺点；1.3 通信系统的质量指标2课时2课时讲述2确知信号的分析2.1 信号和系统的分类2.2 周期和非周期信号的频谱分析2.3 付氏变换的运算特性2.4 帕塞瓦尔定理和能量（或功率）谱密度2.5 信号通过线性系统和不失真传输条件2.6 波形的相关2课时2课时讲述3随机信号的分析3.1 随机事件与概率3.2 随机变量与概率分布3.3 随机变量的函数3.4 随机变量的数字特征3.5 随机过程的概念及其统计特性3.6 平稳随机过程和各态历经性3.7 高斯随机过程3.8 平稳随机过程功率谱密度及与自相关函数的关系3.9 随机过程通过线性系统3.10 白噪声3.11 通信系统中的噪声3.12 正弦波加窄带高斯噪声3.13 匹配滤波器2课时6课时讲述4模拟通信系统4.1 调制4.2 模拟基带信号传输4.3 线性调制4.4 线性调制系统的抗噪声性能分析4.5 非线性调制（角调制）4.6 调频系统的抗噪声性能分析4.7 调频信号解调的门限效应4.8 加重技术4.9 频分复用（FDM）技术10课时10课时讲述、演示和实验5数字信号的基带传输5.1 数字基带信号传输系统的构成及各部分功用5.2 数字基带信号的码型和波形5.3 数字基带信号的频谱分析5.4 数字基带传输中的码间串扰和噪声5.5 无码间串扰的传输特性5.6 无码间串扰时噪声对传输性能的影响5.7 多进制数字基带信号的传输5.8 眼图5.9 为改善数字信号基带传输性能的几个措施10课时，实验4课时12课时讲述、演示和实验6数字载波调制6.1 二进制数字振幅调制6.2 二进制幅移键控系统的性能6.3 二进制数字频率调制6.4 二进制频移键控系统的性能6.5 二进制数字相位调制6.6 二进制相移键控系统的性能6.7 二进制数字调制系统性能的比较6.8 多进制数字振幅调制6.9 多进制数字频率调制 6.10 多进制数字相位调制6.11 多进制数字调制系统的性能6.12 其它数字调制方式10课时，实验4课时12课时讲述、演示和实验7模拟信号的数字传输7.1、抽样定理及其应用7.2、模拟信号的量化7.3、编码和译码7.4、PCM通信系统7.5、增量调制系统7.6、各种改进型增量调制7.7、时分复用及其与频分复用的比较10课时，实验2课时12课时讲述、演示8同步原理8.1 载波同步的方法8.2 载波同步系统的性能8.3 同步载波频率和相位误差对解调性能的影响8.4 位同步的方法8.5 群同步（帧同步）8课时，实验2课时8课时讲述、演示9数字信号的最佳接收9.1 二元假设检验和各种判决准则9.2 多次量测9.3 二元确知信号的最佳接收9.4 匹配滤波器及其应用4课时4课时讲述10通信系统的数字化方法10.1 BPSK载波相位同步系统的数字化10.2 差分编码和差分相移键控系统的数字化10.3 MPSK的载波相位恢复的数字化10.4 各种改进型QPSK调制解调器的数字化2课时4课时讲述合计：72课时中含理论课60课时，实验课12课时；72课时中理论课72课时，实验课0课时。（二）教学组织形式与教学方法要求1.教学班是主要的教学组织，班级授课制是目前教学的主要组织形式。有条件的话，也可以采用分组教学。或者几种组织方式灵活组合，尽量减轻学生的生理和心理疲劳。有条件的话尽量采用多媒体课室授课。加强实验，实验要分组进行，分组人数不宜过大，实验前多做准备工作。有时间可以多进行一些习题讲解。2. 注意教学方法的灵活性，组织学生讨论、问题教学、进行解题指导等，尤其是有条件的话，借用多媒体的声像呈示，提供给学生一些有助于理解概念的描述图像，或者是组织学生讨论，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和探究意识。3.充分发挥学生的主动性，努力提高学生学习的积极性，加强学生把理论用于实际的培训，培养学生自主学习、研究科学技术的能力。注意对前置课程的复习与总结，以便前后衔接，巩固与提高。考虑学生的具体情况，可在绪论课后适当复习一些前置课程的基本知识。4.评价方法要以实现课程标准规定的教学目标为依据，鼓励学生动手实践。五、 教材编写与选用教材要在课程标准的统一要求下，实行多样化。可以选用普通高校教材，也可以选用公认的水平较高的教材（教育部面向21世纪教材，面向研究生和重点院校本科生）。如：樊昌信等编写的通信原理（国防工业出版社出版），樊昌信编著的通信原理教程（电子工业出版社出版），沈越泓、高媛媛、魏以民编著的通信原理（机械工业出版社出版）和曹志刚、钱亚生编著的现代通信原理（西安交通大学出版社出版）。在参考上述教材的基础上，编写教案或多媒体课件。六、 学习评价与考核1. 这门课程的评价依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。2. 考试时间：120分钟。3. 考试方式、分制与分数解释采用闭卷、笔试的方式，以百分制评分，60分为及格，满分为100分。期中期末笔试成绩占总成绩的70%，实验、作业和平时考查占30%。4. 题型比例题型应该多样化，考虑到本课程特点，建议总分的40%左右的题型应为综合分析及计算。其余的占总分60%的题型可为：选择题、填空题、判断说明题、简答题等5. 样题与目标定位示例A单选题例如：香农的信道公式中S/N代表 噪声 信噪比 功率信号 噪声平均功率B填空题：例如：FSK信号的产生方法有两种：一是_、二是_。C. 判断说明题例如：由信道公式C=Blog（1+S/N）知：当B时，limC1.44S/N0（其中N0位为高斯白噪声的单边功率谱密度）D. 简答题例如：数字通信模型中各主要组成部分的功能是什么？E. 综合分析及计算例如：信号x(t)的最高频率fx2.5kHz，振幅均匀分布在-4V到4V范围以内，按奈奎斯特速率进行采样，量化电平间隔为1/32(V)，进行均匀量化，采用二进制编码后在信道中传输。假设系统的平均误码率为Pe，求传输10秒钟以后错码的数目。 制定该课程标准小组成员： 审核者：