27484通信原理与系统考纲

1高纲1519江苏省高等教育自学考试大纲27484通信原理与系统南京理工大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室2Ⅰ课程性质与课程目标一、课程性质和特点《通信原理与系统》课程是江苏省高等教育自学考试电子工程专业的必修课，是为培养自学应考者了解和掌握现代通信系统的基本理论和方法而设置的一门重要的专业基础理论课。现今是高度信息化时代，信息和通信已成为现代社会的“命脉”。本课程以现代通信系统为背景，主要讨论如何有效而可靠地传输信息。本课程不针对特定的某种通信系统，而是从一般通信系统的模型入手，讨论通信系统的组成、工作原理和性能分析；以有效性和可靠性为线索，以模拟通信系统为基础，重点讨论数字通信系统，具体包括数字基带传输系统、数字带通传输系统、数字信号的最佳接收、信源编码、差错控制编码及同步原理。二、课程目标通过本课程的学习，使自学应考者掌握并理解通信的含义和通信系统的组成；掌握模拟通信调制的原理和系统分析方法；掌握并理解数字基带系统、带通系统及最佳接收系统中的传输技术；掌握信源编码、差错控制编码及同步技术；能够运用所学的原理和方法对简单的通信系统进行分析和设计。三、与相关课程的联系与区别本课程以《模拟电子线路》、《信号与系统》、《随机过程》等课程为先修课，为后续进一步拓展通信理论和通信技术奠定基础。四、课程的重点和难点本课程的重点包括模拟调制系统、数字基带系统和数字带通系统的调制解调原理及性能分析等知识点；次重点包括数字信号的最佳接收、模拟信号的数字化及差错控制编码等知识点。本课程的难点主要是模拟通信系统和数字通信系统的性能分析。Ⅱ考核目标本大纲在考核目标中，按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次规定其应达到的能力层次要求。四个能力层次是递升的关系，后者必须建立在前者的基础上。各能力层次的含义是：3识记（Ⅰ）：要求考生能够识别和记忆本课程中有关通信、通信系统的相关概念、定义、原理框图、信号表达式、信号波形、重要结论等，并能够根据考核的不同要求，做正确的表述、选择和判断。领会（Ⅱ）：要求考生能够领悟和理解本课程中有关通信系统概念、工作原理的内涵及外延，理解通信系统中采用相关技术的确切物理意义及其不同适用条件，能够鉴别关于概念和方法中似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系，并能根据考核的不同要求对通信系统进行分析，做出正确的判断、解释和说明。简单应用（Ⅲ）：要求考生能够根据已知的知识和系统某项特定的指标要求，对简单通信系统（或系统的一部分）进行分析，得出正确的结论或做出正确的判断，并能把分析过程正确地表达出来。还可运用本课程中的少量知识点，利用简单的信号与系统知识进行通信系统分析，如简单的性能指标计算、信号波形绘图等。综合应用（Ⅳ）：要求考生能够针对完整的模拟或数字通信系统，运用所学的原理和方法，设计系统调制解调原理框图，推导各级信号表达式，分析系统性能指标，并给出正确的分析结论。Ⅲ课程内容与考核要求第一章绪论一、学习目的与要求通过本章的学习，了解通信的发展；掌握通信系统中的信息、消息、信号、基带信号、已调信号等概念；理解模拟信号和数字信号的区别；信息度量的计算；理解通信系统的组成、分类及主要性能指标；掌握数字通信系统的优缺点。二、课程内容1.1通信的基本概念；1.2通信系统模型；1.3通信系统分类与通信方式；1.4信息及其度量；1.5通信系统主要性能指标。三、考核知识点与考核要求41.通信的基本概念识记：通信；电信；消息；信息；信号；模拟信号；数字信号。领会：信息、消息和信号的含义及其联系；模拟信号和数字信号的区别。2.通信系统模型识记：基带信号；已调信号；带通信号；通信系统模型；模拟通信系统；数字通信系统。领会：基带信号、已调信号和带通信号的关系；模拟通信系统和数字通信系统的组成；数字通信的优点和缺点。3.通信系统分类与通信方式识记：单工通信；半双工通信；全双工通信。领会：按调制方式进行通信系统分类；通信系统的通信方式。4.信息及其度量识记：信息量及其单位；熵。领会：信息度量的方法；信息量与概率的关系；信息量的统计平均。简单应用：离散信源信息量的计算；离散信源熵的计算。5.通信系统主要性能指标识记：有效性；可靠性；频带利用率；信息速率；码元速率；误码率；误信率。领会：码元速率和信息速率的关系；模拟通信系统和数字通信系统有效性及可靠性的衡量指标。简单应用：频带利用率计算；码元速率和信息速率的计算；误码率及误信率计算。四、本章重点、难点消息、信息、信号、模拟信号、数字信号等概念；通信系统的组成及分类；模拟通信系统与数字通信通信系统的性能指标；信息量及熵的计算；码元速率、信息速率及误码率的计算。第二章确知信号一、学习目的与要求5通过本章的学习，理解能量信号和功率信号的定义和区别；掌握并理解功率信号的频谱和功率谱密度，能量信号的频谱密度和能量谱密度；掌握并理解确知信号的自相关函数和互相关函数的定义及性质。二、课程内容2.1确知信号的类型；2.2确知信号的频域性质；2.3确知信号的时域性质。三、考核知识点与考核要求1.确知信号的类型识记：确知信号；能量信号；功率信号。领会：能量信号和功率信号的区别。2.确知信号的频域性质识记：功率信号的频谱；能量信号的频谱密度；能量信号的能量谱密度；功率信号的功率谱密度。领会：能量谱密度和功率谱密度的区别；频谱和频谱密度的区别和联系。简单应用：常用信号（单位冲击函数、方波、三角波、冲击函数序列等）能量（或功率）及其谱密度计算。3.确知信号的时域性质识记：自相关函数；互相关函数。领会：自相关函数的性质；自相关函数与能量（或功率）谱密度的关系。简单应用：功率（或能量）信号自相关函数的计算。四、本章重点、难点功率信号、能量信号、频谱、频谱密度、能量谱密度、功率谱密度、自相关函数、互相关函数等概念；能量和功率的计算；相关函数和谱密度的计算。第三章随机过程一、学习目的与要求通过本章的学习，掌握随机过程的定义和特征；掌握平稳随机过程的定义、各态历经性、相关函数和功率谱密度；掌握高斯随机过程的定义、性质和分布函数；6理解平稳随机过程通过线性系统的性质；掌握窄带随机过程的表达式和统计特性；掌握正弦加窄带高斯噪声的统计特性；掌握高斯白噪声和带限白噪声的性质。二、课程内容3.1随机过程的基本概念；3.2平稳随机过程；3.3高斯随机过程；3.4平稳随机过程通过线性系统；3.5窄带随机过程；3.6正弦波加窄带高斯噪声；3.7高斯白噪声和带限白噪声。三、考核知识点与考核要求1.随机过程的基本概念识记：随机过程；分布函数；均值；方差；相关函数。2.平稳随机过程识记：严平稳随机过程；广义平稳随机过程；各态历经性；平稳过程的自相关函数；平稳过程的功率谱密度。领会：严平稳随机过程和广义平稳随机过程的关系；随机过程各态历经性和平稳的关系；自相关函数的性质；维纳——辛钦定理。简单应用：随机过程均值、方差及相关函数的计算；平稳随机过程的自相关函数及功率谱密度计算。3.高斯随机过程识记：高斯随机过程；高斯随机变量。领会：高斯随机过程的性质；高斯随机变量的一维概率密度函数。4.平稳随机过程通过线性系统领会：平稳随机过程通过线性系统后输出随机过程的统计特性。5.窄带随机过程识记：窄带随机过程。领会：窄带随机过程的同相——正交表示形式；同相分量和正交分量的统计特性。76.正弦波加窄带高斯噪声领会：正弦波加窄带高斯噪声的包络和相位的统计特性。7.高斯白噪声和带限白噪声识记：白噪声；高斯白噪声；低通白噪声；带通白噪声；窄带高斯白噪声。领会：白噪声及带限白噪声的功率谱密度和自相关函数。四、本章重点、难点严平稳、广义平稳及各态历经性的含义与意义；平稳过程自相关函数的性质；高斯过程的性质；窄带高斯过程的同相正交分量的统计特性；高斯白噪声的性质；随机过程的均值、方差、自相关函数、功率谱密度等的计算。第四章信道一、学习目的与要求通过本章的学习，掌握信道的定义、分类和模型；恒参信道和随参信道的特性及其对信号传输的影响；掌握连续信道容量的计算。二、课程内容4.1无线信道；4.2有线信道；4.3信道的数学模型；4.4信道特性对信号传输的影响；4.5信道中的噪声；4.6信道容量。三、考核知识点与考核要求1.无线信道识记：信道的定义；信道的分类；电波传播的分类。2.有线信道识记：有线信道的分类。3.信道的数学模型识记：调制信道；编码信道；加性干扰；乘性干扰；恒参信道；随参信道；时变信道。8领会：调制信道和编码信道模型。4.信道特性对信号传输的影响识记：频率失真；码间串扰；相位失真；多径效应；衰落；频率选择性衰落；确知信号；随相信号；起伏信号。领会：恒参信道传输特性的描述；恒参信道的非理想性对信号传输的影响；随参信道对信号传输的影响。5.信道中的噪声识记：噪声的分类。6.信道容量领会：连续信道容量公式的含义；连续信道容量C与信道带宽B、信噪比S/N、信号功率S及噪声功率谱密度n0的关系。简单应用：利用连续信道容量公式进行相关计算。四、本章重点、难点调制信道及编码信道的模型；恒参及随参信道对信号传输的影响；连续信道容量理解及相关计算。第五章模拟调制系统一、学习目的与要求通过本章的学习，理解调制的目的；掌握线性调制（AM、DSB、SSB）的调制解调原理及性能分析；了解VSB的原理；掌握FM及PM的调制解调原理及FM系统的性能分析；掌握门限效应及频分复用的概念。二、课程内容5.1幅度调制（线性调制）原理；5.2线性调制系统的抗噪声性能；5.3非线性调制（角度调制）原理；5.4调频系统的抗噪声性能；5.5各种模拟调制系统的比较；5.6频分复用。三、考核知识点与考核要求91.幅度调制（线性调制）原理识记：调制；载波调制；已调信号；幅度调制；调制效率；相干解调；包络检波。领会：调制的作用和目的；线性调制的含义；AM/DSB/SSB的调制解调原理及框图、信号时域表示及频谱；AM调制的过调幅现象。简单应用：调制效率的计算；AM/DSB/SSB信号的时域表示。综合应用：AM/DSB/SSB的调制解调框图的绘制、时域信号推导及频谱计算。2.线性调制系统的抗噪声性能识记：调制制度增益；门限效应。领会：相干解调和非相干解调的含义；门限效应产生的条件；AM/DSB/SSB系统接收机前端带通滤波器的作用。综合应用：AM/DSB/SSB系统的抗噪性能分析，包括系统带宽、解调器输入输出信噪比及调制制度增益等的计算。3.非线性调制（角度调制）原理识记：调频（FM）；调相（PM）；调频指数；调相指数；窄带/宽带调频；FM和PM信号的时域表达式。领会：瞬时频偏、瞬时相位、最大频偏、最大相偏等之间的关系；FM与PM的关系；窄带调频和AM调制的区别和联系；FM调制过程中的功率分配；FM信号的产生方法；FM鉴频器解调的原理；。综合应用：FM/PM系统的时域信号表示及频谱的推导、调频（调相）指数及信号带宽计算。4.调频系统的抗噪声性能识记：鉴频器；预加重；去加重。领会：鉴频器解调的原理；鉴频解调器输出噪声功率谱特性；小信噪比条件下鉴频器解调的门限效应现象。综合应用：FM系统的抗噪性能分析，包括输入输出信噪比、带宽及调制制度增益等计算。5.各种模拟调制系统的比较10识记：AM/DSB/SSB/FM信号带宽及调制制度增益。领会：同等条件下SSB和DSB系统的性能比较。综合应用：AM/DSB/SSB/FM系统的综合性能分析和比较。6.频分复用识记：频分复用。领会：频分复用的实现方法。四、本章重点、难点AM/DSB/SSB/FM系统的调制解调原理及有效性和可靠性性能分析计算。第六章数字基带传输系统一、学习目的与要求通过本章的学习，掌握数字基带系统的组成及各部分的功能；掌握数字基带信号的表示及其频谱特性；常用传输码型的编码译码及特点；掌握无码间串扰基带系统的传输特性及抗噪性能分析；掌握眼图的概念；理解采用部分响应技术的目的及实现方法；掌握时域均衡原理及迫零均衡器的设计。二、课程内容6.1数字基带信号及其频谱特性；6.2基带传输的常用码型；6.3数字基带信号传输与码间串扰；6.4无码间串扰的基带传输特性；6.5基带