通信原理教案.docx

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1、安徽大学本科教学课程教案课程代码：ZX36191课程名称：通信原理授课专业：网络工程授课教师：职称/学位：也匝开课时间：二O一六至二O一七学年第2学期周次1课时数3教学章节第一章绪论一、通信的概念及系统模型二、通信系统的分类及通信方式三、信息的度量及平均信息量四、通信系统的主要性能指标目标要求理解通信系统模型中各组成部分的功能；掌握信息量、信道容量和系统的有效性、可靠性的概念及传输速率计算方法；了解通信技术的发展状况。重点难点信息量、信道容量和系统的有效性、可靠性的概念及传输速率计算方法教学方式课堂讲授小组活动口实验演示难点答疑提问作业讲评口实践教学考试测验其他活动媒体资源文字教材电子教案口录

2、像材料录音材料口直播课堂CAl课件IP课件其他资源：课后作业1 .通信系统的一般模型是什么？2 .如何对信息量进行度量？板书设计使用PPTo板书用于讲述需要重点讨论的问题。黑板分为两部分，左侧用于板书，右侧用于放映幻灯片。教学环节内容设计与手段导本课程是网络工程本科专业的一门专业选修课，该课程设置的目的是使学生学习和掌握入新通信系统的基本组成和工作原理，掌握通信系统的分析方法，培养学生的工程计算和工程测课试能力，为研究设计各种通信系统奠定必要的基础，同时也为后续专业课程的学习打下良好的基础。第一章绪论第一节通信的概念及系统模型1.通信的概念讲2.通信系统的基本模型授3.模拟与数字通信内第二节通

3、信系统的分类及通信方式容1.通信系统的分类2.通信的方式第三节信息的度量及平均信息量1.信息的度量2.平均信息量第四节通信系统的主要性能指标1.模拟通信系统的有效性与可靠性2.数字通信系统的有效性和可靠性掌握信息量、信道容量和系统的有效性、可靠性的概念及传输速率的计算方法。归纳总结周次2课时数3教学章节第二章确知信号分析一、引言二、周期信号的频谱分析三、非周期信号的频谱分析四、傅氏变换的基本原理及其应用目标要求理解能量信号、功率信号、能量谱和功率谱的概念；掌握自相关函数和互相关函数的计算方法；理解能量谱与自相关函数的关系。重点难点通信系统中常用信号的博氏变换及其频谱；能量谱与自相关函数的关系。

4、能量谱和功率谱的概念。教学方式课堂讲授小组活动口实验演示作业讲评实践教学考试测验难点答疑提问其他活动媒体资源文字教材电子教案录像材料CAI课件IP课件其他资源：.录音材料口直播课堂课后作业1 .周期信号的频谱和非周期信号的频谱有什2 .已知/的频谱尸（八）如图所示，画出/八3 .已知功率信号/(f)=20cos(400z)cos(200(1)该信号的平均功率；(2)该信号的自相关函数；(3)该信号的功率谱密度。么特点COS2o的频谱函数图。设o=3fv0a)1r.0/Or)V,试求板书设计使用PPTo板书用于讲述需要重点讨论的问题。黑板分为两部分，左侧用于板书，右侧用于放映幻灯片。教学环节内容

5、设计与手段导入新课通信原理研究的问题是信号在通信系统中的传输和变换。确知信号是通信中常用的信号，其多用于对通信信号进行变换。通过对本章的学习，要求了解对确知信号的分析方法，为后面章节中基于这些确知信号序奠定基础。讲授内容第一节引言根据通信系统中信号的特点，可以将其分为：数字信号与模拟信号；周期信号与非周期信号；确知信号与随机信号；能量信号与功率信号等。第二节周期信号的频谱分析傅氏级数和傅氏变换揭示了信号时域和频域特性的内在联系。周期信号的傅氏级数有三种表示式：基本表示式、余弦函数表示式、指数函数表示式。周期信号频谱的最大特点是谱线的离散性和谐波性。第三节非周期信号的频谱分析1 .傅氏变换与频谱

6、分析2 .通信中常用信号的频谱函数3 .周期信号的频谱函数第四节傅氏变换的基本性质及应用1 .频率卷积定理及应用2 .时域卷积定理及其应用第五节波形相关用相关函数、归一化相关函数和相关系数来描述、研究波形间相关程度。1 .相关函数2 .相关系数第六节谱密度和帕塞瓦尔定理1 .能量信号的帕塞瓦尔定理和能量谱密度2 .功率信号的帕塞瓦尔定理和功率谱密度第七节信号的带宽信号带宽的定义有多种形式。对于同一信号，不同的带宽定义，可能得到不同的信号带宽。归纳总结1 .傅氏级数和傅氏变换揭示了信号时域和频域特性的内在联系。周期信号频谱的最大特点是谱线的离散性和谐波性。2 .用相关函数、归一化相关函数和相关系

7、数来描述、研究波形间相关程度。3 .帕塞瓦尔定理把一个信号能量或功率的计算和频谱函数联系起来。4 .能量信号的自相关函数与其能量谱密度函数互为傅氏变换；功率信号的功率谱密度函数与其自相关函数互为傅氏变换。5 .信号带宽的定义有多种形式。对于同一信号，不同的带宽定义，可能得到不同的信号带宽。周次33课时数教学章节第三章随机信号分析一、引言二、随机变量三、随机过程四、随机过程通过线性系统目标要求理解随机过程及白噪声的概念；掌握平稳过程的数字特征(均值、方差、相关函数)的计算方法；掌握平稳过程通过线性系统后的自相关、功率谱的计算方法；掌握正态随机过程、窄带噪声的特征、分析方法。了解信号加窄带噪声的分

8、析方法。重点难点教学方式课堂讲授小组活动口实验演示口难点答疑提问作业讲评口实践教学考试测验其他活动媒体资源文字教材电子教案口录像材料口录音材料口直播课堂CAI课件IP课件其他资源：课后作业1 .Z(r)=Xcos2F0r-Ysin2F0r为一随机过程。其中X、Y为独立的高斯随机变量，均值为0,方差为Io(1)求QZ和RZQ+工)，问Z为平稳随机过程吗？(2)求Z瞬时值的概率密度函数FZ。(提示：Z(F)的瞬时值是高斯随机变量。)2 .带宽有限的白噪声(/),具有功率谱,()=106WHz,其频率范围为-Io(MOOkHzo(1)试验证噪声的均方根值=0.45Vo(2)求兄、和(什工)在什么间距

9、上不相关？(3)设是服从高斯分布的，试求在任一时刻f时，超过0.45V的概率是多少？超过0.9V的概率又为多少？板书设计PPT使用PPTo板书用于讲述需要重点讨论的问题。黑板分为两部分，左侧用于板书，右侧用于放映幻灯片。教学环节内容设计与手段导入新课通信系统中的信号可分为两大类：确知信号和随机信号。确知信号在系统中主要参与对通信信号（携带信息的信号）的变换；通信系统中的随机信号包括通信信号和噪声。前面我们学习了确知信号的分析方法，本次课我们将学习随机信号的分析方法。包括对随机信号和噪声的特征表达，以及它们运过线性系统的分析方法进行基本的介绍。讲授内容第一节引言第二节随机变量1 .什么是随机变量

10、2 .概率及概率密度函数3 .随机变量的数字特征第三节随机过程1 .随机过程的定义2 .随机过程的统计特性3 .平稳随机过程4 .平稳随机过程的功率谱密度第四节随机过程通过线性系统1 .输出随机过程Y的数学期望2 .输出随机过程丫的自相关函数3 .输出随机过程丫的功率谱密度4 .输出随机过程的概率分布第五节通信系统中的噪声1 .白噪声2 .低通型白噪声3 .带通型白噪声及窄带高斯噪声归纳总结通过本次课的学习，要求同学们做到以下几点：1 .理解随机过程及白噪声的概念；2 .掌握平稳过程的数字特征（均值、方差、相关函数）的计算方法；3 .掌握平稳过程通过线性系统后的自相关、功率谱的计算方法；4 .

11、掌握正态随机过程、窄带噪声的特征、分析方法；5 .了解信号加窄带噪声的分析方法。周次4课时数3教学章节第三章随机信号分析五、通信系统中的噪声第四章信道一、引言二、广义信道的定义及其数学模型三、恒参信道的特性及其对信号传输的影响四、随参信道的特性及其对信号传输的影响目标要求信道的基本概念及分类，掌握恒参信道、随参信道的基本概念极其对被传信号的主要影响；信道容量的基本概念。重点难点恒参信道、随参信道的基本概念极其对被传信号的主要影响。教学方式课堂讲授口小组活动口实验演示口难点答疑提问作业讲评口实践教学口考试测验口其他活动媒体资源文字教材口电子教案口录像材料口录音材料口直播课堂CAI课件口IP课件口

12、其他资源：课后作业1 .恒参信道、随参信道的基本概念极其对被传信号的主要影响有哪些？2 .分集技术主要有哪几种？板书设计（或PPT,空白不够可添加附页）使用PPTo板书用于讲述需要重点讨论的问题。黑板分为两部分，左侧用于板书，右侧用于放映幻灯片。教学环节内容设计与手段导入新课前面两次课我们学习了通信系统中的信号分析的方法。信道是通信系统不可缺少的组成部分。信道特性的优劣直接影响到整个通信系统的质量。第一节引言信道是信号的传输通道，狭义的信道指的是传输媒质。狭义信道：有线信道和无线信道。讲 授 内 容从研究信号传输的观点来说，信道的范围还可以扩大：除包括传输媒质外，还可以包括有关的变换装置(如发

13、送设备、接收设备、馈线与天线、调制器和解调器等)。我们称这种扩大范围的信道为广义信道。第二节广义信道的定义及其数学模型通信系统中常用的两种广义信道为调制信道与编码信道。1 .调制信道及其数学模型调制信道是从研究调制与解调角度定义的，其范围从调制器的输出端至解调器的输入端。调制信道可以用一个二端口(或多端口)线性时变网络来表示，这个网络便称为调制信道模型。二对端调制信道模型：eo(t)=如).()+(，)ei(r)输入信号e0(r)输出信号信道中各处噪声(或干扰)的集中体现。左为乘性干扰(依赖于信道特性)，表示信道对信号的影响。在分析研究乘性干扰k(t)时，在相对的意义上可把调制信道分为两大类：

14、(1)恒参信道：k(t)随时间不变化，或基本不变化。(2)随参信道(非恒参信道的统称)：Mf)是随机快变化的。2 .编码信道编码信道是从研究编码和解码的角度定义的，其范围从编码器输出端至解码器输入端。编码信道中传输的是编码以后、译码以前的数字信号，由于信道噪声或其它因素的影响，将导致输出数字序列发生错误(这其中也包含调制信道的影响)，因此输入输出数字序列之间的关系可以用一组转移概率来表征。第三节恒参信道特性及其对信号传输的影响恒参信道是指信道参数是稳定的，不随时间变化的。其传输特性可以等效为一个线性时不变网络。线性网络的传输特性可以用幅度频率特性和相位频率特性来表征。1 .无失真传输（理想恒参信道）线性系统不产生失真的两个条件：（1）系统的幅频特性是一个不随频率变化的常数，即H（