《數(shù)字通信（DigitalCommunication）》課程教學(xué)大綱（本科）

1、數(shù)字通信（Digital Communication）課程代碼：06410151學(xué)分：2學(xué)時(shí)：32（其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：上機(jī)學(xué)時(shí)：課程實(shí)踐學(xué)時(shí)：）先修課程：信號(hào)與線性系統(tǒng)、概率統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過(guò)程、電路分析、復(fù)變函數(shù)與積分變換、高頻 電子線路、通信原理、數(shù)字信號(hào)處理適用專業(yè)：通信工程教材：通信原理（第7版），樊昌信、曹麗娜主編，國(guó)防工業(yè)出版社，2012年第7版一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)數(shù)字通信是通信工程專業(yè)必修課程，同時(shí)又是一門(mén)理論性很強(qiáng)的課程。本課程在學(xué)生已經(jīng) 學(xué)習(xí)完概率統(tǒng)計(jì)、信號(hào)與線性系統(tǒng)、通信系統(tǒng)原理、數(shù)字信號(hào)處理的基礎(chǔ)上，將較全面、系統(tǒng)地介 紹數(shù)字通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，數(shù)字

2、通信的基本概念、基本理論和基本方法，并介紹了現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù) 的最新技術(shù)和發(fā)展方向。它為學(xué)生了解現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)的新技術(shù)和發(fā)展方向、為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí) 專業(yè)知識(shí)提供了基礎(chǔ)。通過(guò)該課程的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有一個(gè)總體認(rèn)識(shí)，了解現(xiàn)代 數(shù)字通信技術(shù)的理論內(nèi)容和現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)的新技術(shù)，并使學(xué)生有一定的能力去理解與數(shù)字通信 技術(shù)相關(guān)的一些復(fù)雜工程問(wèn)題。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1:知識(shí)方面課程目標(biāo)LL掌握新型的數(shù)字通信技術(shù)QAM MSK、GMSK和OFDM的調(diào)制和解調(diào)原理，掌握 新型數(shù)字通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)的性能分析方法以及優(yōu)缺點(diǎn)；課程目標(biāo)1.2：掌握數(shù)字通信最佳接收的方法，確知信號(hào)最佳接收

3、的性能分析，理解隨相信 號(hào)和起伏信號(hào)的最佳接收方法，掌握匹配濾波器原理、設(shè)計(jì)與性能分析，掌握普通接收機(jī)與最佳接 收機(jī)的性能比較；課程目標(biāo)1.3：理解差錯(cuò)控制的方法與糾錯(cuò)編碼的基本原理，掌握線性分組碼、循環(huán)碼、卷 積碼的基本原理和編解碼方法，理解Turbo碼，網(wǎng)格編碼調(diào)制；課程目標(biāo)1.4：掌握正交編碼、偽隨機(jī)序列產(chǎn)生的方法和性質(zhì)并了解其應(yīng)用，掌握擴(kuò)頻通信原理以及直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，了解跳頻系統(tǒng);課程目標(biāo)1.5：掌握載波同步、位同步和群同步原理和實(shí)現(xiàn)方法及其性能；了解擴(kuò)頻通信同 步、網(wǎng)同步的原理；課程目標(biāo)2：能力與素質(zhì)方面課程目標(biāo)2.1：將數(shù)字通信基本理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，對(duì)通信領(lǐng)域?qū)嶋H問(wèn)題進(jìn)行表

4、達(dá)與建模 的能力；課程目標(biāo)2.2：掌握制約數(shù)字通信系統(tǒng)的主要因素，能夠結(jié)合實(shí)際情況對(duì)實(shí)際的數(shù)字通信系 統(tǒng)進(jìn)行性能分析，能夠提出改善數(shù)字通信系統(tǒng)性能的方法；課程目標(biāo)2.3：具有通信系統(tǒng)的分析能力與設(shè)計(jì)技能，能夠結(jié)合實(shí)際數(shù)字通信系統(tǒng)需求，進(jìn) 行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)：指標(biāo)點(diǎn)1-4掌握通信電路、通信系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)層面的通信工程專業(yè)知識(shí)，能夠?qū)⑵渚C合 應(yīng)用于研究和解決信息通信領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題。指標(biāo)點(diǎn)2-3能通過(guò)文獻(xiàn)檢索、資料查詢及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息，并具有提取、 整理、分析和歸納資料的能力。指標(biāo)點(diǎn)2-4能夠結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果

5、，分析信息通信領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題，形成深刻認(rèn)識(shí)并得 出有效結(jié)論。指標(biāo)點(diǎn) 課程目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)1.4指標(biāo)點(diǎn)2.3指標(biāo)點(diǎn)2.4課程目標(biāo)1.1V課程目標(biāo)1.2V課程目標(biāo)1.3V課程目標(biāo)1.4V課程目標(biāo)L5V課程目標(biāo)1.6V課程目標(biāo)2.1VV課程目標(biāo)2.2課程目標(biāo)2.3V二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章新型的數(shù)字通信技術(shù)（一）課程內(nèi)容.正交振幅調(diào)制解調(diào)原理、編碼方法和與MPSK的性能比較.最小頻移鍵控調(diào)制與解調(diào)原理、功率譜和誤碼率.高斯最小頻移鍵控原理與應(yīng)用.正交頻分復(fù)用原理與實(shí)現(xiàn)（二）教學(xué)要求.理解正交振幅調(diào)制解調(diào)原理，掌握QAM編碼方法，掌握MQAM與MPSK的性能比較，了 解QAM的實(shí)際應(yīng)用，能夠根據(jù)實(shí)際性

6、能要求設(shè)計(jì)QAM的實(shí)現(xiàn)方案。.掌握最小頻移鍵控調(diào)制與解調(diào)原理、能夠分析功率譜和誤碼率，能夠根據(jù)載波頻率和 碼元速率設(shè)計(jì)MSK信號(hào)的頻率，分析其附加相位，了解其性能的優(yōu)缺點(diǎn)。.掌握高斯最小頻移鍵控原理和性能分析，能夠?qū)嶋H性能要求設(shè)計(jì)GMSK的實(shí)現(xiàn)方案。.掌握正交頻分復(fù)用原理和性能分析，了解實(shí)現(xiàn)方案。. 了解新型數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合，以及新型數(shù)字通信技術(shù)新進(jìn)展。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)正交振幅調(diào)制的編碼方法，正交振幅調(diào)制與MPSK的性能比較；最小頻移鍵控調(diào)制與解調(diào) 原理、功率譜；高斯最小頻移鍵控原理；正交頻分復(fù)用原理,難點(diǎn)最小頻移鍵控調(diào)制與解調(diào)原理、正交頻分復(fù)用原理。第二章數(shù)字信號(hào)的最佳接收（一）

7、課程內(nèi)容.數(shù)字信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性.數(shù)字信號(hào)的最佳準(zhǔn)則.確知信號(hào)的最佳接收機(jī).確知信號(hào)的最佳接收機(jī)的誤碼率.隨相信號(hào)的最佳接收.起伏信號(hào)的最佳接收.實(shí)際接收機(jī)和最佳接收機(jī)的性能比較.數(shù)字信號(hào)的匹配濾波接收法（二）教學(xué)要求.理解最佳接收的概念，掌握最佳接收準(zhǔn)則，掌握確知信號(hào)最佳接收機(jī)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行性 能分析。.理解確知信號(hào)的最佳接收機(jī)的可靠性分析，掌握基帶信號(hào)（單極性、雙極性）、2ASK. 2FSK、2PSK最佳的誤碼率分析。.掌握隨相信號(hào)、起伏信號(hào)的最佳接收機(jī)結(jié)構(gòu)，了解其誤碼率大小。.掌握實(shí)際接收機(jī)和最佳接收機(jī)的性能比較，能夠分析其性能差異的原因。.掌握數(shù)字信號(hào)匹配濾波器的傳輸特性，并且能夠進(jìn)行性能分

8、析。.能夠根據(jù)系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)數(shù)字通信系統(tǒng)的最佳接收機(jī)或者匹配濾波器，并進(jìn)行性能分 析。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)確知信號(hào)最佳接收的誤碼率的計(jì)算與分析，匹配濾波器的原理與設(shè)計(jì)分析。.難點(diǎn)確知信號(hào)最佳接收的誤碼率的計(jì)算與分析，匹配濾波器的原理與設(shè)計(jì)分析。第三章差錯(cuò)控制編碼（-）課程內(nèi)容.差錯(cuò)控制編碼的基本原理.線性分組碼編譯碼方法.循環(huán)碼編譯碼方法.卷積碼編譯碼方法. Turbo 碼.網(wǎng)格編碼調(diào)制（二）教學(xué)要求.掌握差錯(cuò)控制的方法與糾錯(cuò)編碼的基本原理.掌握線性分組碼基本原理、編解碼方法和實(shí)現(xiàn)方案，能夠根據(jù)系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)線性分組碼。.掌握循環(huán)碼基本原理、編解碼方法和實(shí)現(xiàn)方案，能夠根據(jù)系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)循環(huán)碼；了

9、解 BCH碼和RS碼。.掌握卷積碼基本原理，理解碼樹(shù)圖、狀態(tài)圖和樹(shù)狀圖，掌握大數(shù)邏輯解碼算法和維特 比譯碼算法，能夠根據(jù)系統(tǒng)需求循環(huán)碼及其解碼方案。.理解Turbo碼的基本原理。.理解網(wǎng)格編碼調(diào)制的基本原理。. 了解調(diào)制技術(shù)和編碼技術(shù)的融合，了解數(shù)字通信差錯(cuò)控制編碼新技術(shù)的發(fā)展，特別是 移動(dòng)通信中編解碼技術(shù)的新進(jìn)展。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)線性分組碼編解碼方法、循環(huán)碼編解碼方法、卷積碼的編解碼方法。,難點(diǎn)循環(huán)碼的解碼方法、卷積碼的編解碼方法、Turbo碼原理、網(wǎng)格編碼調(diào)制第四章 正交編碼與偽隨機(jī)序列（一）課程內(nèi)容.正交編碼、阿達(dá)瑪矩陣、沃爾什矩陣.偽隨機(jī)序列的概念，m序列的產(chǎn)生、性質(zhì). M序列、

10、二次剩余序列和雙素?cái)?shù)序列.擴(kuò)展頻譜通信的原理、直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)、調(diào)頻擴(kuò)頻.偽隨機(jī)序列的應(yīng)用（二）教學(xué)要求.理解正交編碼的概念，了解阿達(dá)瑪矩陣、沃爾什矩陣。.掌握偽隨機(jī)序列產(chǎn)生的方法，m序列的產(chǎn)生、性質(zhì)，知道為什么稱m序列為偽隨機(jī)序列 的原因。能夠根據(jù)系統(tǒng)的要求，分析和設(shè)計(jì)m序列。. 了解M序列、二次剩余序列和雙素?cái)?shù)序列.掌握擴(kuò)頻通信的原理及擴(kuò)頻碼的生成方法，掌握擴(kuò)頻系統(tǒng)的一般組成。能夠根據(jù)系統(tǒng) 的要求，分析和提出擴(kuò)頻碼的實(shí)現(xiàn)方案。. 了解各類擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中采用的擴(kuò)頻序列的實(shí)現(xiàn)方案，了解擴(kuò)頻通信的新進(jìn)展。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)偽隨機(jī)序列產(chǎn)生的方法、m序列的性質(zhì)、擴(kuò)頻通信原理及應(yīng)用.難點(diǎn)擴(kuò)頻通信原

11、理第五章同步原理本章支持課程目標(biāo)：1. 5掌握載波同步、位同步和群同步原理和實(shí)現(xiàn)方法及其性能；了解 擴(kuò)頻通信同步、網(wǎng)同步的原理；2.3具有通信系統(tǒng)的分析能力與設(shè)計(jì)技能，能夠根據(jù)數(shù)字通信 系統(tǒng)需求分析進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有一定的創(chuàng)新意識(shí)；2.4 了解現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)的新技術(shù)和發(fā) 展方向，具有一定的前瞻意識(shí)。（一）課程內(nèi)容.通信中的同步基本概念.載波同步的方法與載波同步系統(tǒng)的性能.位同步的方法與位同步系統(tǒng)的性能.群同步的方法和群同步的性能.擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)同步.網(wǎng)同步的基本概念（二）教學(xué)要求了解同步的概念，能夠分析不同數(shù)字通信系統(tǒng)需要的同步方案。了解載波同步的同步方法，掌握無(wú)輔助導(dǎo)頻載波提取方法：平方環(huán)和

12、科斯塔斯環(huán)的原 理和性能分析，了解再調(diào)制器原理。掌握載波同步的性能影響因素，能夠根據(jù)系統(tǒng)的需求進(jìn)行 載波同步實(shí)現(xiàn)方案的同步方法選擇。了解位同步的同步方法，了解外同步法，掌握自開(kāi)環(huán)碼元同步法和閉環(huán)碼元同步法的 原理和性能分析。了解位同步的性能影響因素，能夠根據(jù)系統(tǒng)的需求進(jìn)行位同步實(shí)現(xiàn)方案的方 法選擇。了解群同步的同步方法，掌握集中插入法和分散插入法的原理。掌握群同步同步的性 能指標(biāo)，能夠根據(jù)系統(tǒng)的需求進(jìn)行群同步實(shí)現(xiàn)方案的方法選擇。了解擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)同步的實(shí)現(xiàn)方法。了解網(wǎng)同步的基本方法和原理。了解各類數(shù)字通信系統(tǒng)中載波同步、位同步、群同步的實(shí)現(xiàn)方案，了解同步方法的新進(jìn)展。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)載波同

13、步的方法，位同步的方法，群同步的方法、群同步的性能.難點(diǎn)位同步的方法、群同步的性能三、本課程開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法五、課程考核章（按序填寫(xiě)）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí) 驗(yàn)上 機(jī)課程 實(shí)踐小 計(jì)第一章55講授、演示1. 1,2. 1 ,Vr. 弟一早77講授、演示1.2, 2. 2坐 * 第二早99講授、演示1. 3, 2. 1,2.3第四章66講授、演示1. 4, 2. 2,2.3AA, -J* 第五早55講授1. 5, 2. 2, 2. 3合計(jì)3232六、參考書(shū)目及學(xué)習(xí)資料（書(shū)名，主編，出版社，出版時(shí)間及版次）考核形式考核要求考核權(quán)重備注平時(shí)作業(yè)按照作業(yè)題目進(jìn)行評(píng)分，總分?jǐn)?shù)平均 計(jì)算（6次以上），網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)完成 輔助教學(xué)和基礎(chǔ)題目的訓(xùn)練30%根據(jù)平時(shí)作業(yè)得 分取6次平均值期末考試閉卷采用閉卷考試。試卷題型包括選 擇題、填空題、畫(huà)圖分析題和綜合計(jì) 算題，以卷面成績(jī)的70%計(jì)入課程總 成績(jī)。70%.數(shù)字通信一基礎(chǔ)與應(yīng)用（第二版），美Bernard Sklar著，徐平平、宋鐵成等譯，電子 工業(yè)出版社，2002. 9.數(shù)字與模擬通信系統(tǒng)，美Leon W. Couch II著，電子工業(yè)出版社，2007.通信系統(tǒng)工程，美John G