通信原理课程教学大纲(1)

1《通信原理》课程教学大纲课程编号：课程名称：《通信原理》参考学时：60实验学时：18先修课及后续课：先修课：电路原理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础后续课：现代DSP技术（一）说明部分1．课程性质本课程是通信工程、电子信息工程本科专业的一门重要的专业基础课，授课对象为在校本、专科学生。该课程设置的目的是使学生学习和掌握通信原理的基本知识，为后续专业课程的学习打下良好的基础。2．教学目标及意义通过本课程的学习使学生掌握通信系统基础理论知识，使学生掌握典型通信系统的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法、工程计算方法和实验技能等。了解通信技术当前发展状况及未来发展方向。为学生学习后续专业课程提供必要的基础知识和理论背景，为学生形成良好的专业素质打好基础。3．教学内容和要求通信系统是通信、电子信息及相关专使学生学习和掌握通信原理的基本知识，它运用了高等数学、概率论、线性代数等专业数学知识，以及信号与线性系统分析方法，进一步为学生在确知信号的谱分析、随机信号（随机过程）和噪声的统计分析方面打下坚实的数理基础。在此基础上要求学生掌握模拟通信系统的基本知识、分析方法和噪声性能。掌握模拟信号数字化技术的基础理论。重点分析数字通信系统的数学模型、误码特性、差错控制编码。并从最佳接收观点提出统计通信理论的基础知识，使学生能够掌握当前通信系统建模和优化的思维方法。本课程配有通信原理实验，主要涉及的内容有对模拟信号的数字化部分如：脉冲幅度调制PAM、脉冲编码调制PCM、增量调制△M等；有数字信号的调制部分如：二相PSK（DPSK）、FSK等。4．教学重点、难点教学的重点在于模拟信号的编码、数字信号的传输及差错控制部分。其中基带传输部分介绍的无码间串扰系统及频带传输部分介绍的最佳接收是难点。5．教学方法和手段本课程需要运用先修的高等数学、概率论、线性代数等专业数学知识，信号与系统分析方法，又涉及到后续专业课程的各个领域，本课的理论性和应用性均较强。因此教学上采用课内和课外教学相结合。课内以课堂教学为主，课后学生自学部分内容的形式，课外教学则2采取实验的方法。课堂讲授：在课堂教学过程中，指出每章的重点和难点部分，这必须以建立概念、形成整体思路为基础。而且在上课时会适当提出一些问题，以活跃课堂气氛，提高课堂质量，集中学生的注意力。作业：鉴于本课程理论性强，是各专业课的重要理论基础，同时与先行主要课联系紧密，因此作业量较大。根据情况适当增设课堂辅导及作业评述。课后自学：鉴于学时数限制，同时为了培养锻炼学生自学能力，部分课程内容提出自学的要求和指导，布置同学自学。比如：课堂上讲解调频系统的发送和接收模型，带宽和信噪比的分析方法，课后让学生自己分析调相系统的特性。实验：单列实验课，可根据实验环境条件设置主要设计内容有对模拟信号的数字化部分如：脉冲幅度调制PAM、脉冲编码调制PCM、增量调制△M等；有数字信号的调制部分如：二相PSK（DPSK）、FSK等。详见《通信系统原理实验课》教学大纲。6.教材及主要参考书教材：南利平著《通信系统简明教程》清华大学出版社2003年2月参考书：樊昌信等著《通信原理》第五版国防工业出版社2002年1月张辉曹丽娜著《通信原理学习指南》西安电子科技大学出版社2003年5月7．课程计分该课程满分100分，其中理论课占50%,平时成绩占20%，实验占30%。8．其它此大纲随学生程度不同要求重点略有不同，并不断完善中。（二）正文部分第一章绪论（4学时）1、教学要求掌握通信系统的基本概念、一般模型、分类、性能指标；了解通信技术的发展概况。2、教学内容第一节通信和通信系统的一般概念第二节模拟通信与数字通信第三节通信发展史第三节通信系统的质量指标信息的传输速率和差错率第二章预备知识（14学时）1、教学要求了解信号和系统的分类；掌握确定信号和随机信号的分析方法；掌握信息的定义与度量;信息速率与信道容量;掌握香农公式并了解其意义。2、教学内容3第一节信号与系统的分类第二节确定信号的分析现代通信系统周期信号的傅氏级数表示和非周期信号的傅氏积分；几个简单且常用的傅氏变换对及其互易性；信号与系统特征－卷积相关－维钠－辛钦定理。第三节随机信号的分析二维随机变量统计特征；广义平稳特征、自相关函数与功率普特点；高斯型白噪声统计特征；理想白噪声机限带高斯白噪声特征；窄带高斯白噪声主要统计特征。第四节信道与噪声信道的定义和模型；信道中的高斯白噪声。第五节信息及其度量消息所含信息量和平均信息量的定义及定性描述。第三章模拟线性调制（2学时）1、教学要求了解线性调制定义和常规调幅（AM）、双边带调制（DSB）、单边带调制（SSB）、残留边带调制（VSB）的基本概念及系统模型；了解线性调制和解调的一般模型及该系统的抗噪声性能。2、教学内容第一节双边带调幅常规调幅，抑制载波双边带调幅。第二节单边带调制利用滤波法和相移法形成单边带信号的方法，单边带信号的解调方法。第三节残留边带调制残留边带的产生及解调原理。第四节线性调制和解调的一般模型第五节线性调制系统的抗噪声性能第四章模拟角调制（2学时）1、教学要求了解角度调制系统的基本概念（调频波、调相波基本概念，调频波、调相波频谱，带宽和功率计算），了解调角波的调制和解调方法，了解调频系统的抗噪声性能情况，了解频分复用原理。2、教学内容第一节角调制的基本概念第二节窄带角调制窄带调频，窄带调相。第三节宽带调频单频信号的宽带调频、双频及多频信号调频及周期信号的调频，任意限带信号调制时的频带宽度。第四节宽带调相第五节调频信号的产生与解调直接调频法和倍频法产生调频信号，相干和非相干方法进行解调。第六节调频系统的抗噪声性能4相干解调抗噪声性能，非相干解调系统的抗噪声性能。第七节频分复用第五章模拟信号的波形编码（14学时）1、教学要求掌握取样定理，掌握量化方法及量化噪声的分析，掌握脉冲编码调制原理及语音PCM系统基带特点，了解增量调制、差分脉码调制（DPCM）和自适应差分脉码调制（ADPCM）的基本概念，并了解这几种调制的原理，了解时分复用原理PCM基群的帧结构。2、教学内容第一节脉冲编码调制（PCM）脉冲编码调制的基本原理，抽样定理，均匀量化，非均匀量化和线性PCM编码，对数量化及其折线近似，A律PCM编码原理第二节差分脉码调制（DPCM）差分脉码调制（DPCM）和自适应差分脉码调制（ADPCM）。第三节增量调制简单增量调制和自适应增量调制。第四节时分复用（TDM）三种复用方式，时分复用原理，PCM基群的帧结构。第六章数字信号的基带传输（12学时）1、教学要求掌握基带数字信号的码型、波形及功率谱特征，掌握数字信号的基带传输系统的组成及无码间干扰传输的条件即奈氏第一准则，掌握基带传输系统的误码特性；了解奈氏第二准则与部分响应系统及信道均衡原理。2、教学内容第一节数字基带信号的码型数字基带信号的码型设计原则，二元码、三元码、多元码的概念及转换规则。第二节数字基带信号的功率谱从随机过程功率谱的原始定义出发分析数字基带信号的频域特性。第三节无码间串扰的传输波形无码间串扰的传输条件，奈氏第一准则，无码间串扰的传输波形，升余弦滚降特性。第四节部分响应基带传输系统第一类部分响应波形，部分响应系统的一般形式。第五节数字信号基带传输的差错率数字信号基带传输的差错率，多元码的差错率。第六节扰码和解扰m序列的产生和性质，扰码和解扰原理，m序列在误码测试中的应用。第七节眼图第八节均衡时域均衡原理，均衡器构成。第七章数字信号的调制传输（6学时）1、教学要求5掌握幅移键控、频移键控、相移键控基本概念及这几种二进制数字调制的抗噪声性能；了解多进制数字调制的概念；了解最佳接收的概念。2、教学内容第一节二进制数字调制二进制幅度键控（2ASK）,二进制频移键控（2FSK）,二进制相移键控（2PSK或BPSK）,二进制差分相移键控（2DPSK）。第二节二进制数字调制的抗噪声性能2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK系统的抗噪声性能及其比较。第三节数字信号的最佳接收相关接收，匹配滤波器，最佳非相干接收以及最佳系统性能比较。第四节多进制数字调制MASK、MPSK、MFSK以及MQAM、MSK等调制方式。第八章差错控制编码（6学时）1、教学要求掌握差错控制编码基本原理和方法，掌握几种简单编码的检错和纠错的基本原理，掌握线性分组码、循环码的编码方法、纠错原理等；了解差错控制编码对系统性能的改善。2、教学内容第一节差错控制编码的基本概念差错控制方式及编码分类，介绍几种简单的检错码，检错和纠错的基本原理。第二节线性分组码线性分组码的编码方法、特点及检纠错原理。第三节循环码循环码的特点及表达，编码及译码。第四节差错控制编码对系统性能的改善（三）教研室：合肥学院电子系电子信息教研室执笔人：段惠敏系主任审核签名：