數(shù)字通信原理 教學大綱

第頁數(shù)字通信原理一、課程說明課程編號：090264X10課程名稱：數(shù)字通信原理/PrinciplesofDigitalCommunication課程類別：專業(yè)教育課程學時/學分：48/3先修課程：概率論與數(shù)理統(tǒng)計適用專業(yè)：計算機科學與技術、信息安全、物聯(lián)網(wǎng)工程教材、教學參考書：1.RobertG.Gallager等.PrinciplesofDigitalCommunication.CambridgeUniversityPress,2012年2.曹麗娜等.通信原理大學教程(第1版).北京:電子工業(yè)出版社,2012年3.樊昌信,曹麗娜.通信原理(第7版).北京:國防工業(yè)出版社,2012年4.常君明等.數(shù)字通信原理.北京:清華大學出版社,2010年二、課程設置的目的意義數(shù)字通信原理是計算機科學與技術與信息安全等專業(yè)的專業(yè)選修課。目的是使本專業(yè)學生掌握較廣泛的現(xiàn)代通信理論和基本技術，課程以現(xiàn)代通信系統(tǒng)為背景、以通信系統(tǒng)的模型為主線，系統(tǒng)的介紹了現(xiàn)代通信，特別是數(shù)字通信的基本概念、基本原理和基本的分析方法，并介紹了通信系統(tǒng)主要組成部分的設計和實現(xiàn)方法。通過學習本課程，初步培養(yǎng)學生對通信系統(tǒng)進行分析和設計的能力，為今后的發(fā)展打下良好的基礎。三、課程的基本要求知識:掌握模擬通信和數(shù)字通信的基本概念、基本理論以及基本的分析方法；熟悉通信系統(tǒng)的組成和工作原理；了解通信系統(tǒng)主要組成部分的基本原理和實現(xiàn)方法。能力：通過學習通信的基本概念和原理，掌握設計和實現(xiàn)通信原理的一般過程，將通信原理應用到實際工程中，針對具體設計要求提出有效的解決方案，提高開發(fā)通信系統(tǒng)的能力，結(jié)合課程實驗和現(xiàn)代通信技術及系統(tǒng)的分析，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高分析問題、解決問題和實際動手能力。素質(zhì)：建立完整的通信架構(gòu)，通過課程中的分析討論和實踐，培養(yǎng)分析溝通交流素質(zhì)，提升主動學習的基本素質(zhì)。通過課外研討和實踐模式，提升自主學習和終身學習的意識，形成不斷學習和適應發(fā)展素質(zhì)。四、教學內(nèi)容、重點難點及教學設計章節(jié)教學內(nèi)容總學時學時分配教學重點教學難點教學方案設計（含教學方法、教學手段）講課(含研討)實踐第1講緒論 220信號的概念、通信系統(tǒng)的組成、數(shù)字通信系統(tǒng)的特點、衡量通信系統(tǒng)的有效性指標和可靠性指標通信的概念、有效性指標、可靠性指標教學思路：通過舉例，說明通信的重要性以及通信系統(tǒng)的組成，分析衡量通信系統(tǒng)的性能指標。分析通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程，討論通信系統(tǒng)的研究方向。教學模式：提問互動式、案例分析、課后作業(yè)第2講確知信號與隨機過程 220確知信號的概念和表示、隨機過程的分析隨機過程分析教學思路：通過舉例，對比確知信號和隨機信號的區(qū)別，分析隨機過程的頻域變化。教學模式：課前導學、課中問題研討，與學生互動探討。其中，2課時為課堂教學。第3講信息論基礎、信道及信道容量440信息的度量、信道模型、信道容量的概念信息量的計算、信道容量的計算教學思路：從前面總結(jié)，提出信息如何度量的問題，引導學生進行信息量的計算、引入現(xiàn)有網(wǎng)絡通信中的信道容量計算的方式，深入理解信道容量概念。教學模式：課前導學、在課程中與學生互動，共同探討信息度量發(fā)展的過程以及信息度量的公式，課后部署作業(yè)。第4講模擬調(diào)制技術220線性調(diào)制的原理及方法調(diào)幅的基本原理教學思路：通過案例分析信號的傳遞中需要利用到調(diào)制技術，引入最早的調(diào)制方式，講解其調(diào)制原理。教學模式：案例分析、提出問題，探討解決方案。第5講模擬信號的數(shù)字傳輸 660抽樣定理、量化原理、脈沖編碼調(diào)制抽樣定理、非均勻量化、PCM教學思路：講解信號傳輸過程的各個單元，通過通信過程案例來加深對抽樣定理、非均勻量化以及PCM編碼的理解。教學模式：實例分析、學生互動探討、課后作業(yè)、課堂測試。第6講數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)963基帶信號的概念、基帶碼型變換、無碼間串擾原理、抗噪聲分析、眼圖、均衡定理基帶信號的頻譜分析、均衡定理教學思路：基本碼型是基帶信號傳輸?shù)幕A，先引入問題，提出解決問題的基帶碼型變換，以及無碼間串擾條件，分析各種解決基帶信號傳輸?shù)拇胧⑼ㄟ^分小組調(diào)研了解當前抗噪聲性能的提升和時域均衡、頻域均衡的最新進展，并通過上機實驗加深對基帶信號的理解。教學模式：課前導學、課中問題互動探討、課后調(diào)研小論文及上機實驗。第7講數(shù)字調(diào)制技術963二進制數(shù)字鍵控系統(tǒng)的基本原理與實現(xiàn)技術ASK、FSK、PSK、DPSK調(diào)制原理教學思路：分析數(shù)字信號在模擬信道中傳輸?shù)膯栴}，引入調(diào)制技術，講解各種調(diào)制技術的基本原理及實現(xiàn)，并通過上機實驗驗證調(diào)制的過程及結(jié)果。教學模式：課前導學、與學生互動探討各種調(diào)制技術的實現(xiàn)，課后通過上機實驗加深印象。其中，6課時課堂教學，3課時實驗教學。第8講數(shù)字信號的最佳接收440最小差錯概率接收、最佳接收機的原理、性能比較最小差錯概率接收準則教學思路：分析最小差錯概率接收的方式，通過提問和討論的方式進行最佳接受方式的比較。教學模式：課前導學、與學生互動提問解答方式進行學習。第9講差錯控制編碼660糾錯基本原理、線性分組碼、循環(huán)碼、漢明碼線性分組碼、循環(huán)碼教學思路：通過舉例引入糾錯基本原理，并講解各種差錯控制編碼的基本原理和實現(xiàn)，并進行對比。教學模式：案例式、課中問題搶答、課堂小測驗、課后作業(yè)相結(jié)合的模式。第10講同步原理440載波同步、位同步及群同步的基本原理載波同步分析教學思路：通過示例展示同步的重要性和可靠性，講解各種同步方式的基本原理，并進行對比分析。教學模式：案例式、并通過提問搶答的方式、分小組討論互辯式學習各種同步方式。合計48426注：實踐包括實驗、上機等五、實踐教學內(nèi)容和基本要求實驗名稱實驗內(nèi)容學時基本要求數(shù)字基帶信號觀察單極性非歸零碼、傳號交替反轉(zhuǎn)碼、三階高密度雙極性碼、AMI碼及HDB3碼，觀察位同步提取電路中的有關波形，觀察AMI、HDB3譯碼輸出波形；3學生對數(shù)字基帶信號有一個全面認識數(shù)字調(diào)制、解調(diào)與眼圖實驗觀察絕對碼、相對碼波形，觀察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信號波形，觀察數(shù)字基帶信號頻譜及2ASK、2FSK、2DPSK信號的頻譜，觀察2DPSK相干解調(diào)器各點波形，觀察2FSK過零檢測解調(diào)器各點波形，觀察眼圖。3掌握數(shù)字調(diào)制、解調(diào)的工作原理以及工作過程六、考核方式及成績評定考核