06410101通信原理大学高校课程教学大纲.docx

通信原理（CommunicationSystem）课程代码：6410101学分：4学时：64（其中：课堂教学学时：58实验学时：6上机学时：课程实践学时：）先修课程：信号与线性系统、概率统计、随机过程、电路分析、复变函数与积分变换、高频电子线路适用专业：通信工程教材：通信原理（第7版），樊昌信、曹丽娜主编,国防工业出版社，2012年第7版开课学院：计算机科学与通信工程学院课程网站：（选填）一、课程性质与课程目标（一）课程性质通信原理是通信工程专业教学计划中具有承上启下意义的专业基础课，本课程讲授通信系统的基本理论、主要技术与分析方法，说明典型实际系统与应用。通过学习，学生能够系统地掌握和理解相关基础知识，具备常规模拟与数字通信系统的理论知识、初步分析能力与基础设计技能，养成一定的工程与系统分析素质，并对通信工程专业的基本内容有更好的认识。本课程强调理论与实践的有机结合，旨在通过实验与仿真增进学生领悟所学内容，进而培养学生运用数学、自然科学与专业理论知识、分析问题与解决问题的能力，促进创新素质提升。（二）课程目标课程目标1：知识方面课程目标1.1：掌握通信的基本概念、信息量的计算和通信系统性能的分析；课程目标1.2：掌握调制信道和编码信道的数学模型，恒参信道和随参信道的信道特性对信号传输的影响，离散信道与连续信道容量的分析和计算：课程目标1.3：掌握模拟幅度调制和角度调制的原理和抗噪声性能分析；课程目标1.4：掌握数字基带信号的功率谱密度的分析和计算，常用的传输码型和无码间干扰的基带传输系统的特性，基带传输系统的抗噪声性能，眼图，时域均衡和部分响应系统：课程目标1.5：掌握二进制数字调制系统的调制和解调，抗噪声性能分析和多进制数字调制和解调；课程目标L6：掌握低通和带通信号的抽样定理，量化与量化噪声的概念，掌握PCM、增量调制、DPCM等各种模拟信号数字传输方法的原理与抗噪声性能分析。课程目标2：能力与素质方面课程目标2.1：将通信基本理论与实践有机结合，对通信领域实际问题进行表达与建模的能力；课程目标2.2：掌握分析模拟通信系统和数字通信系统的实际问题与解决问题的能力，具有提出改善通信系统性能方法的能力；课程目标2.3：通过实验与仿真增进学生领悟所学内容，能够采用科学方法，分析与解释实验数据，指导解决实际通信领域实际问题的能力；课程目标2.4：具有通信系统的分析能力与设计技能，能够实施系统设计，具有一定的创新意识。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点：指标点3掌握专业基础知识，包括通信技术基础、通信电路与系统、数字信号处理、信息网络、信息理论基础等，能够针对信息通信领域复杂工程问题进行分析和设计。指标点2-1能识别和判断信息通信领域复杂工程的主要问题和影响因素。指标点2-2能够正确表达信息通信领域的复杂工程问题。指标点课程目指标点1.3指标点2.1指标点2.2课程目标1.1课程目标1.2课程目标L3课程目标1.4课程目标1.5课程目标L6课程目标2.1课程目标2.2课程目标2.3课程目标2.4二、课程内容与教学要求第一章绪论（一）课程内容1.通信的概念：信息、消息及信号2 .通信系统的组成及分类3 .信息的度量4 .通信系统的主要性能指标5 .确知信号6 .随机过程（二）教学要求1.了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；掌握通信中的基础概念：消息、信号和信息；了解通信系统的分类，掌握模拟通信系统和数字通信系统的组成；掌握信息量的计算；掌握评价通信系统性能的主要指标；2 .理解通信系统的一般组成，能够进行通信系统的基本设计，具有一定的创新意识；3 .掌握制约模拟通信系统和数字通信系统的主要因素，具有改善通信系统性能的能力；4 .掌握功率信号的频谱和功率谱密度；掌握能量信号的频谱密度和能量谱密度；掌握能量信号和功率信号自相关函数的性质；5 .能够应用确知信号的时域和频谱的特性，分析通信系统中信号的特性；6 .掌握平稳随机过程自相关函数的性质，以及自相关函数与功率谱密度的关系；掌握随机过程通过线性系统的时域和频域性质的变换；掌握窄带随机过程的两种表示形式和性质；掌握正弦波加窄带高斯噪声的两种表示形式和性质；理解高斯白噪声和带限白噪声；7 .能够应用随机信号的时域和频谱的特性，分析通信系统中噪声的特性。（三）重点与难点1 .重点模拟和数字通信系统的组成，信息量的计算，通信系统的有效性和可靠性指标。2 .难点模拟信号与数字信号的概念，码元速率与信息速率的区别与联系。第二章信道（一）课程内容1.无线信道2 .有线信道3 .信道的数学模型4 .信道特性对信号传输的影响5 .信道中的噪声6 .信道容量（二）教学要求1 .了解无线信道的分类和传输特性，理解视距通信：了解有线信道的分类和特点；掌握信道的数学模型；掌握恒参信道对信号传输的影响，掌握随参信道对信号传输的影响，多径效应对信号传输的影响；理解信道中的噪声；理解离散信道的信道容量计算和掌握连续信道信道容量的计算：2 .能够对实际的信道建立相应的数学模型并分析其传输特性；3 .能够分析恒参信道和随参信道的特性以及对传输信号的影响；4 .能够根据信号的特点选择设计所需的传输信道；5 .能够根据信道容量进行信号传输的无失真传输设计。（三）重点与难点1 .重点调制信道的信道模型和编码信道模型；掌握随参信道对信号传输的影响，多径效应对信号传输的影响；掌握连续信道信道容量的计算。2 .难点随参信道对信号传输的影响，多径效应对信号传输的影响。第三章模拟调制系统（一）课程内容1 .模拟调制原理2 .线性调制系统的抗噪声性能3 .非线性调制原理4 .调频系统的抗噪声性能5 .各种模拟调制系统的比较6 .频分复用（二）教学要求1 .掌握调幅、双边带调制、单边带调制、残留边带调制的原理和带宽特性；掌握线性调制的一般模型和相干解调与包络检波的原理；掌握DSB,SSB,AM的抗噪声性能；理解角度调制的基本概念，掌握宽带调制和窄带调制的原理：掌握调频系统的抗噪声性能；2 .能够对实际的AM、DSB.SSB.FM系统进行识别，以及进行有效性和可靠性分析的能力。3 .能够对实际的AM、DSB、SSB、FM系统建立相应的数学模型并分析其传输特性；4 .能够进行AM、DSB.SSB.FM等模拟传输系统的设计，并进行改进。（三）重点与难点1 .重点AM、DSB、SSB、FU的时/频特征、带宽、生成方法、解调方法以及抗噪声性能。2 .难点SSB和DSB的抗噪声性能的比较，AM和FM的频域特性比较，FM的大信噪比性能分析和小信噪比的门限效应。第四章数字基带传输系统（一）课程内容1 .数字基带信号及其频谱特性2 .基带传输的常用码型3 .数字基带信号传输与码间串扰4 .无码间串扰的基带传输特性5 .基带传输系统的抗噪声性能6 .眼图7 .部分响应8 .时域均衡（二）教学要求1.了解数字基带信号，掌握数字的频谱特性；理解基带传输的常用码型；掌握数字信号传输特性以及码间串扰的原理；掌握无码间串扰的基带传输特性；掌握单极性和双极性传输系统的抗噪声性能；掌握眼图的原理和性能分析；掌握部分响应系统的原理和时域均衡的原理；2 .能够对实际的数字基带传输系统进行识别，以及进行有效性和可靠性分析的能力；3 .能够对不同的数字传输系统设计合适传输码型；4 .能够根据眼图设计无码间串扰的数字基带传输系统；5 .能够对于存在码间干扰的系统运用时域均衡或者部分响应的知识减小码间串扰。（三）重点与难点1 .重点掌握数字基带功率谱分析、线路编码、无码间干扰的系统设计、基带系统性能分析。2 .难点理解线路编码的原则、无码间干扰的判定准则。第五章数字带通传输系统（一）课程内容1 .二进制数字调制原理2 .二进制数字调制系统的抗噪声性能3 .二进制数字调制系统性能比较4 .多进制数字调制原理5 .多进制数字调制系统的抗噪声性能（二）教学要求1 .掌握2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的调制原理和抗噪声性能；理解多进制ASK、FSK>PSK和DPSK的调制原理，了解多进制ASK、FSKsPSK和DPSK的抗噪声性能；2 .能够对实际的数字调制传输系统进行识别，以及进行有效性和可靠性分析的能力；3 .能够根据实际情况对数字信号设计合适的数字传输系统进行信号传输；（三）重点与难点1 .重点2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的调制原理和抗噪声性能分析。2 .难点2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的抗噪声性能分析。第六章信源编码（一）课程内容1 .模拟信号的抽样2 .模拟脉冲调制3 .抽样信号的量化4 .脉冲编码调制5 .差分脉冲编码调制6 .增量调制7 .时分复用（二）教学要求1 .掌握低通信号和带通信号的抽样定理，了解模拟脉冲调制；掌握均匀量化和非均匀量化的原理和性能分析；掌握脉冲编码调制的原理和抗噪声性能；理解差分脉冲编码调制和增量调制的原理和性能；理解时分复用：2 .具备对实际的模拟信号数字化传输的设计，以及进行有效性和可靠性分析的能力：3 .具备设计多路模拟信号数字化的传输复用方法的设计与性能分析能力；（三）重点与难点1.重点模拟信号数字化的方法，均匀量化和非均匀量化的性能，脉冲编码调制的原理和性能，增量调制和DPCM等各种模拟信号数字传输方法的原理与性能分析。4 .难点模拟信号数字化后可靠性的分析，以及有效性与可靠性的关系。三、本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1数字基带信号处理实验1验证必做1.4,2.42HDB3码型变换实验1验证必做1.4,2.43BPSK传输系统实验1验证必做1.5,2.44FSK传输系统实验1验证必做1.5,2.45PAM编译码器实验1验证必做1.6,2.46PCM编译码器实验1验证必做1.6,2.4实验1数字基带信号处理实验1 .实验目的了解数字基带信号传输系统的典型位置的波形特点2 .实验主要内容(1)根据要求在JH5001通信原理实验系统上连接相应模块。(2)在安捷伦数字示波器上观察输出波形。3 .设备要求(1) JH5001通信原理实验系统(2)安捷伦数字示波器一台实验2HDB3码型变换实验1.实验目的了解HDB3码型波形特点2 .实验主要内容(1)根据要求在JH5001通信原理实验系统上连接相应模块。(2)在安捷伦数字示波器上观察输出波形。3 .设备要求(1) JH5001通信原理实验系统(2)安捷伦数字示波器一台实验3BPSK传输系统实验1.实验目的了解BPSK传输系统典型位置的波形特点2 .实验主要内容(1)根据要求在JH5001通信原理实验系统上连接相应模块。(2)在安捷伦数字示波器上观察输出波形。3 .设备要求(1) JH5001通信原理实验系统