通信原理教学大纲

1《通信原理》教学大纲一、课程目的本课程的教学目的是为了使非通信信息工程类与电子类专业，尤其是计算机专业的本科学生（或其他大、中专学生）在不太长的时间内，对当前几乎已经渗透到我们生活各个角落的通信技术以及支撑这些技术的通信原理有一个全面、系统，且有一定深度的了解与掌握，从而拓展学生的知识面，提高学生的综合素质和工作能力。二、课程地位该课程应属于非通信信息工程类与电子类专业的专业基础课，但因其后面没有相应的专业课，且其内容又具有很强的工程实用性，所以，对某些专业来说，也可以定位在专业课上。一般安排在第6学期，有条件的学校可以在第5学期安排本课程的基础课程“信号与系统”。三、课程总体要求（1）全面了解当前主要的模拟、数字和数据通信技术的基本工作原理、优缺点和应用场合。（2）熟悉通信与通信系统的基本概念。（3）掌握调制、解调、频分复用、时分复用、数字复接等基本通信技术。（4）掌握常用基带编码和基带传输原则以及差错控制编码的原理。（5）了解目前常见的通信技术与相应设备的工作原理。四、学时安排教学内容教学方式学时次数第1章通信与通信系统的基本概念讲授42第2章模拟调制讲授21第3章脉冲编码调制（PCM）讲授21第一篇第4章增量调制讲授21课程性质：专业基础课程（选修）先修课程：高等数学，信号系统，概率统计总学时：51学分：3理论学时：42实验学时：9开课学院：数学计算机科学学院适用专业：计算机科学与技术（非师范）大纲执笔人：方群教学院长审定：许勇教研室主任审核：陈少军2第5章数字复接与SDH讲授21第6章数字信号的基带传输讲授21第7章数字信号的频带传输讲授21第8章差错控制讲授21第9章数据通信与通信网讲授21第10章计算机网络体系结构讲授21第11章通信终端与通信设备讲授21第12章数据交换技术讲授21第二篇第13章网络互连设备及其通信概念讲授21第14章接入网技术报告21第15章蓝牙技术报告第16章IP电话技术报告21第17章光纤通信技术报告第18章卫星通信技术报告21第19章移动通信技术报告第20章数字微波中继通信技术报告21第三篇第21章ITS中的通信技术报告21全书复习21考试21合计5116五、教材张卫钢，通信原理与通信技术（第二版）[M].西电出版社.2007年1月.第一篇通信原理（基本原理部分，课堂讲授）第1章通信与通信系统的基本概念31.1通信的概念31.2通信系统31.2.1通信系统的定义与组成31.2.2通信系统的分类41.3通信方式71.4信道和传输介质81.4.1信道的概念81.4.2传输介质91.5信号与噪声141.5.1信号的定义与分类141.5.2噪声的定义与分类161.6信号频谱与信道通频带171.6.1周期信号的频谱1731.6.2非周期信号的频谱201.6.3信道通频带221.7信息的度量与香农公式231.7.1信息的度量231.7.2信道容量与香农公式261.7.3信道带宽与信道容量的关系281.8多路复用的基本概念301.9常用的通信手段321.10通信系统的性能评价331.11通信技术发展史34习题与思考题36参考文献37第2章模拟调制382.1调制的概念382.2抑制载波的双边带调幅(DSB)402.2.1DSB信号的调制402.2.2DSB信号的解调412.3常规双边带调幅(AM)422.3.1AM信号的调制422.3.2AM信号的解调432.4AM和DSB的性能比较442.5单边带调制(SSB)442.6残留边带调制(VSB)462.7插入载波的包络检波482.8频分复用(FDM)482.9角调制502.9.1角调制的基本概念502.9.2窄带角调制和宽带角调制522.9.3调频信号的产生与解调532.9.4频率调制的特点552.9.5输出信噪比与信道带宽的关系562.10调制的功能与分类57习题与思考题58参考文献60第3章脉冲编码调制(PCM)613.1PCM基本概念613.2抽样613.3量化633.4PCM编码663.5抽样定理683.5.1低通抽样定理683.5.2带通抽样定理703.6时分复用71习题与思考题744参考文献74第4章增量调制754.1简单增量调制754.1.1增量调制的基本概念754.1.2ΔM的调制原理754.1.3ΔM的解调原理774.1.4ΔM调制存在的问题784.2增量总和调制794.2.1增量总和调制原理794.2.2增量总和调制的解调原理80习题与思考题80参考文献81第5章数字复接与SDH825.1PCM复用与数字复接825.1.1基本概念825.1.2数字比特系列与复接等级825.1.3PCM基群帧结构835.1.4数字复接的原理与分类845.2同步数字序列SDH简介875.2.1SDH的提出875.2.2SDH的帧结构885.2.3SDH的发展前景90习题与思考题90参考文献90第6章数字信号的基带传输916.1数字基带信号的码型916.1.1数字基带信号的码型设计原则916.1.2二元码926.1.3三元码956.1.4多元码976.1.5数字基带信号的功率谱976.2无码间串扰的传输波形986.2.1码间串扰的概念986.2.2第一无失真条件及传输波形996.3扰码和解扰1056.3.1m序列的产生和性质1056.3.2扰码和解扰原理1096.3.3m序列在误码测试中的应用1106.4眼图111习题与思考题112参考文献113第7章数字信号的频带传输1147.1二进制幅度键控(2ASK)1147.1.12ASK调制的基本原理及波形表达式11457.1.22ASK调制的频域特性1157.1.32ASK调制器1167.1.42ASK解调器1167.2二进制频移键控(2FSK)1177.2.12FSK调制的基本原理及波形表达式1177.2.22FSK调制的频域特性1187.2.32FSK调制器1187.2.42FSK解调器1187.3二进制相移键控(2PSK)1197.3.12PSK调制的基本原理及波形表达式1197.3.22PSK调制的频域特性1207.3.32PSK调制器1207.3.42PSK解调器1217.4二进制差分相移键控(2DPSK)1227.4.12DPSK调制的基本原理及波形表达式1227.4.22DPSK解调1227.5多进制数字调制1247.5.1多进制幅度键控(MASK)1247.5.2多进制相移键控(MPSK)1257.5.3多进制频移键控(MFSK)129习题与思考题130参考文献131第8章差错控制编码1328.1差错控制编码的基本概念1328.2差错控制方式1338.3差错控制编码分类1358.4检错和纠错原理1358.5几种常用的检错码1388.5.1奇偶校验码1388.5.2水平奇偶校验码1398.5.3二维奇偶校验码1398.5.4群计数码1408.5.5恒比码1408.6线性分组码1418.7循环码147习题与思考题149参考文献150第二篇数据通信第9章数据通信与通信网1539.1数据通信与数据通信系统1539.1.1数据通信的定义及特点1539.1.2数据通信系统的组成15569.1.3数据通信的主要性能指标1569.1.4数据通信方式1579.2通信网1609.2.1通信网及其结构1609.2.2通信网拓扑结构1629.3现代通信网的支撑技术1639.3.1应用层技术1639.3.2业务网技术1649.3.3传送网技术1659.3.4支撑网技术1669.4计算机网络的发展166习题与思考题170参考文献170第10章计算机网络体系结构17110.1网络体系结构概述17110.2网络体系结构的几个重要概念17210.2.1网络协议17210.2.2网络服务17310.2.3面向连接服务与无连接服务17510.3ISO/OSI的参考模型17510.3.1物理层17610.3.2数据链路层17610.3.3网络层17710.3.4传输层17710.3.5会话层17710.3.6表示层17810.3.7应用层17810.4TCP/IP网络体系结构17910.4.1TCP/IP协议分层17910.4.2网络体系结构17910.5TCP/IP模型的特点及其与ISO/OSI模型的比较189习题与思考题190参考文献190第11章通信终端与通信设备19211.1通信终端19211.1.1数据终端的组成19211.1.2数据终端设备的分类19311.2通信设备19511.2.1调制解调器19511.2.2多路复用器19511.2.3集中器19511.2.4前端处理器19611.2.5协议转换器196习题与思考题1977参考文献197第12章数据交换技术19812.1交换的概念19812.2交换的基本功能20012.3常用的交换技术20012.3.1线路交换20012.3.2报文交换20212.3.3分组交换20312.3.4异步转移模式ATM206习题与思考题216参考文献216第13章网络互连设备及其通信概念21713.1网络互连的基本概念21713.2网络互连设备21813.2.1中继器21813.2.2网桥22013.2.3路由器22313.2.4网关22813.3几种“信道”概念的理解230习题与思考题231参考文献231第三篇现代通信技术(可以通过课堂讲座的形式，让学生进行讲解)第14章接入网技术23514.1接入网的概念23514.2接入网的接口技术23814.2.1接入网的界定与功能模型23814.2.2V5接口23914.3接入网的分类24014.4接入技术24114.4.1铜线接入技术（xDSL）24114.4.2混合光纤同轴电缆接入网24514.4.3无线接入网技术24614.4.4光接入网（OAN）24814.5结论252习题与思考题253参考文献253第15章蓝牙技术25415.1“蓝牙”的由来25415.2蓝牙技术概述25415.3蓝牙技术的特点25715.4蓝牙系统组成25715.5蓝牙技术与无线局域网259815.6蓝牙技术的实现方式26015.7蓝牙技术的应用26115.8蓝牙产品的现状及所面临的问题26315.8.1蓝牙产品现状26315.8.2蓝牙技术面临的问题264习题与思考题265参考文献265第16章IP电话技术26616.1IP电话概述26616.2IP电话基本工作原理26716.2.1IP电话的系统组成26816.2.2IP电话的实现方式27016.3IP电话的相关技术标准27016.4IP电话的服务质量及发展前景272习题与思考题273参考文献273第17章光纤通信技术27417.1光纤通信27417.1.1光纤通信的概念27417.1.2光纤通信的特点27417.1.3光纤通信原理27617.1.4光纤通信系统的组成27617.1.5光端机27817.1.6中继器28117.1.7监控系统28117.2波分复用技术（WDM）28217.3光纤通信的发展趋势283习题与思考题284参考文献284第18章卫星通信技术28518.1卫星通信的基本概念28518.2通信卫星的种类28618.3卫星通信系统分类28818.4卫星通信的特点28918.5卫星通信系统的组成及工作原理28918.6空分多址（SDMA）29318.7卫星通信新技术29418.7.1VSAT卫星通信系统29418.7.2低轨道（LEO）移动卫星通信系统29518.7.3中轨道（MEO）移动卫星通信系统29518.7.4静止轨道（GEO）移动卫星通信系统296习题与思考题296参考文献296第19章移动通信技术297919.1移动通信的概念及其特点29719.2移动通信系统的分类29819.3移动通信技术的发展概况29919.4移动通信系统的组成30119.5GSM移动通信系统30219.5.1GSM系统简介30219.5.2GSM数字蜂窝系统的结构30319.5.3GSM系统的传输方式30419.6CDMA移动通信系统30519.6.1CDMA系统简介30519.6.2CDMA系统工