通信原理本科教學(xué)大綱56課時

西京學(xué)院本科課程教學(xué)大綱PAGE1PAGE《通信原理》課程教學(xué)大綱課程基本信息（一）課程代碼：08070140081（二）課程中文名稱：通信原理（三）課程英文名稱：PrincipleofCommunication（四）課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課程（五）適用專業(yè)：電子信息工程（六）開課單位：信息工程學(xué)院（七）教學(xué)時間安排：第6學(xué)期（八）先修課程：電路分析、模擬電子技術(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、高頻電子線路（九）后續(xù)課程：軟件無線電、隨機(jī)信號分析（十）學(xué)時、學(xué)分安排：總學(xué)時理論學(xué)時實驗學(xué)時學(xué)分備注5646103.5課程教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)任務(wù)（一）課程所支撐的培養(yǎng)規(guī)格及程度課程與培養(yǎng)規(guī)格關(guān)聯(lián)度矩陣培養(yǎng)規(guī)格名稱培養(yǎng)規(guī)格內(nèi)容支撐程度培養(yǎng)規(guī)格6H培養(yǎng)規(guī)格7L培養(yǎng)規(guī)格9M培養(yǎng)規(guī)格10M（二）課程目標(biāo)摘要本課程主要討論通信系統(tǒng)的基本原理與基本技術(shù)。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生較系統(tǒng)地了解通信系統(tǒng)的基本理論和分析方法，掌握典型通信系統(tǒng)的組成、工作原理、質(zhì)量指標(biāo)、基本分析方法。培養(yǎng)學(xué)生對通信系統(tǒng)進(jìn)行理論分析和系統(tǒng)設(shè)計的初步能力，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打好理論基礎(chǔ)。（三）教學(xué)任務(wù)本課程要完成緒論、信道、模擬調(diào)制系統(tǒng)、數(shù)字信號的基帶傳輸、基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)、模擬信號的數(shù)字傳輸、同步原理內(nèi)容，以及完成AMI編譯碼實驗、HDB3編譯碼實驗、BPSK傳輸系統(tǒng)實驗、PCM編譯碼實驗及數(shù)字鎖相環(huán)實驗等5個課內(nèi)實驗。實驗報告內(nèi)容包括：實驗?zāi)康?、實驗設(shè)備、實驗原理、實驗步驟、實驗結(jié)果及實驗分析。各單元教學(xué)內(nèi)容及基本要求1.理論教學(xué)第1章：緒論章節(jié)學(xué)時：（總學(xué)時：4學(xué)時；理論學(xué)時：4學(xué)時；實驗學(xué)時：0學(xué)時）具體內(nèi)容：本章主要介紹通信的發(fā)展，通信系統(tǒng)的組成，通信系統(tǒng)的分類及通信方式，信息及其度量，通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)，以及通信系統(tǒng)仿真工具。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解通信系統(tǒng)組成，掌握信息量及其度量，熟練掌握通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)。重點難點：重點：通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)難點：信息及其度量說明：設(shè)計及評價一個通信系統(tǒng)時，必然涉及通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)問題；通信的目的在于傳輸信息，而信息的度量可以考察通信系統(tǒng)的性能。第2章：信道章節(jié)學(xué)時：（總學(xué)時：4學(xué)時；理論學(xué)時：4學(xué)時；實驗學(xué)時：0學(xué)時）具體內(nèi)容：本章主要介紹信道的類型，信道模型，信道的加性噪聲，恒參信道及其傳輸特性，隨參信道及其傳輸特性，信道容量。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解信道的類型及模型，熟悉信道的加性噪聲，掌握連續(xù)信道的信道容量公式。重點難點：連續(xù)信道的信道容量公式。說明：連續(xù)信道的信道容量公式闡述了連續(xù)信道容量與信噪比、信道帶寬的關(guān)系，是擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)。第3章：模擬調(diào)制系統(tǒng)章節(jié)學(xué)時：（總學(xué)時：8學(xué)時；理論學(xué)時：8學(xué)時；實驗學(xué)時：0學(xué)時）具體內(nèi)容：本章主要介紹線性調(diào)制的基本原理及其抗噪聲性能，非線性調(diào)制的基本原理及其抗噪聲性能，頻分復(fù)用原理，模擬調(diào)制方式性能比較及仿真實例。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解線性調(diào)制與非線性調(diào)制的區(qū)別，熟悉常用線性調(diào)制的基本原理及調(diào)頻原理，掌握模擬調(diào)制方式的性能。重點難點：常用線性調(diào)制的基本原理及調(diào)頻原理。說明：模擬調(diào)制系統(tǒng)主要是常用線性調(diào)制系統(tǒng)和非線性調(diào)制系統(tǒng)。第4章：數(shù)字信號的基帶傳輸章節(jié)學(xué)時：（總學(xué)時：14學(xué)時；理論學(xué)時：10學(xué)時；實驗學(xué)時：4學(xué)時）具體內(nèi)容：本章主要介紹各種數(shù)字基帶信號的波形及各種傳輸碼型，數(shù)字基帶信號的功率譜特點及分析，數(shù)字基帶信號傳輸?shù)拇a間干擾問題及實驗室性能分析方法，時域均衡原理，以及基帶通信系統(tǒng)仿真實例。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的模型及數(shù)字基帶信號的功率譜特點，熟悉數(shù)字基帶信號的波形及各種傳輸碼型，掌握奈奎斯特第一準(zhǔn)則以及眼圖的分析方法。重點難點：奈奎斯特第一準(zhǔn)則及其應(yīng)用。說明：奈奎斯特第一準(zhǔn)則是判斷數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)有無碼間串?dāng)_的依據(jù)，做為初學(xué)者比較難掌握。第5章：基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)章節(jié)學(xué)時：（總學(xué)時：12學(xué)時；理論學(xué)時：10學(xué)時；實驗學(xué)時：2學(xué)時）具體內(nèi)容：本章主要介紹二進(jìn)制及多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式，各種數(shù)字調(diào)制方式的原理及性能，二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真實例。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解二進(jìn)制及多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式，熟悉二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號的功率譜密度，掌握二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式的解調(diào)方法與誤碼率計算，熟練掌握二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號的時域波形。重點難點：二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式的原理。說明：二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制是初學(xué)者學(xué)習(xí)數(shù)字調(diào)制方式的基礎(chǔ)，也是數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。第6章：模擬信號的數(shù)字傳輸章節(jié)學(xué)時：（總學(xué)時：10學(xué)時；理論學(xué)時：8學(xué)時；實驗學(xué)時：2學(xué)時）具體內(nèi)容：本章主要介紹模擬信號數(shù)字傳輸?shù)哪Ｐ?，脈沖編碼調(diào)制的基本原理，增量調(diào)制的基本原理，時分復(fù)用的基本原理以及PCM編解碼仿真實例。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解時分復(fù)用的基本原理以及增量調(diào)制系統(tǒng)中的量化噪聲，熟悉增量調(diào)制的原理，掌握脈沖編碼調(diào)制中抽樣、量化及編碼等各個環(huán)節(jié)。重點難點：脈沖編碼調(diào)制原理。說明：脈沖編碼調(diào)制是模擬信號數(shù)字化的重要調(diào)制方式，也是掌握增量調(diào)制的基礎(chǔ)。第7章：同步原理章節(jié)學(xué)時：（總學(xué)時：4學(xué)時；理論學(xué)時：2學(xué)時；實驗學(xué)時：2學(xué)時）具體內(nèi)容：本章主要介紹載波同步、位同步、群同步及網(wǎng)同步的基本原理以及載波同步的仿真實例。教學(xué)方法：理論講授、舉例、討論基本要求：了解通信系統(tǒng)的同步分類及網(wǎng)同步的原理，熟悉群同步的原理，掌握載波同步及位同步的基本原理。重點難點：載波同步與位同步。說明：載波同步是所有同步的基礎(chǔ)。2.實踐教學(xué)實踐一：ＡＭＩ編譯碼實驗實踐任務(wù)：掌握二進(jìn)制單極性碼變換為AMI碼的編碼規(guī)則；熟悉AMI碼的基本特征；掌握AMI碼的編譯碼器工作原理和實現(xiàn)方法；根據(jù)測量和分析結(jié)果，畫出關(guān)鍵部位的波形。實踐學(xué)時：2學(xué)時實踐場所：通信原理實驗室實踐內(nèi)容：（1）不同基帶信號的AMI碼編碼規(guī)則驗證；（2）不同基帶信號的AMI碼譯碼驗證；（3）AMI編譯碼的時延測量。教學(xué)方法：演示、講解基本要求：（1）掌握示波器、信號發(fā)生器、萬用表等常規(guī)儀器的使用；（2）了解AMI碼的編譯碼芯片（CD22103）；（3）掌握實測波形與理論波形的區(qū)別；（4）掌握信號速率、信號時延的測量方法；（5）完成實驗報告1份。重點難點：信號速率、信號時延的測量方法。說明：因為實測信號與理論信號不同，信號速率與信號時延的測量存在一定難度。實踐二：HDB3編譯碼實驗實踐任務(wù)：掌握二進(jìn)制單極性碼變換為HDB3碼的編碼規(guī)則；熟悉HDB3碼的基本特征；掌握HDB3碼的編譯碼器工作原理和實現(xiàn)方法；根據(jù)測量和分析結(jié)果，畫出關(guān)鍵部位的波形。實踐學(xué)時：2學(xué)時實踐場所：通信原理實驗室實踐內(nèi)容：（1）不同基帶信號的HDB3碼編碼規(guī)則驗證；（2）不同基帶信號的HDB3碼譯碼驗證；（3）HDB3編譯碼的時延測量。教學(xué)方法：演示、講解基本要求：（1）掌握示波器、信號發(fā)生器、萬用表等常規(guī)儀器的使用；（2）了解HDB3碼的編譯碼芯片（CD22103）；（3）掌握實測波形與理論波形的區(qū)別；（4）掌握信號速率、信號時延的測量方法；（5）完成實驗報告1份。重點難點：信號速率、信號時延的測量方法。說明：因為實測信號與理論信號不同，信號速率與信號時延的測量存在一定難度。實踐三：BPSK傳輸系統(tǒng)實驗實踐任務(wù)：學(xué)習(xí)觀察BPSK信號；掌握BPSK傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)方法；熟悉BPSK調(diào)制載波包絡(luò)的變化；掌握BPSK解調(diào)的基本原理；觀察BPSK解調(diào)數(shù)據(jù)反相的現(xiàn)象；掌握BPSK數(shù)據(jù)傳輸過程，熟悉典型電路。實踐學(xué)時：2學(xué)時實踐場所：通信原理實驗室實踐內(nèi)容：（1）BPSK信號眼圖觀測；（2）BPSK調(diào)制信號0/π相位測量；（3）I路和Q路調(diào)制信號的相平面（矢量圖）信號觀察；（4）BPSK調(diào)制信號包絡(luò)觀察；（5）BPSK調(diào)制信號頻譜測量；（6）解調(diào)器失鎖時的眼圖信號觀測；（7）解調(diào)器相干載波相位模糊度觀測；（8）解調(diào)器位定時信號相位抖動觀測。教學(xué)方法：演示、講解基本要求：（1）掌握示波器、頻譜儀、萬用表等常規(guī)儀器的使用；（2）掌握BPSK傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)方法；（3）掌握眼圖、矢量圖的觀測方法；（4）掌握相位模糊度的觀測方法；（5）掌握位定時信號相位抖動的觀測方法；（6）完成實驗報告1份。重點難點：眼圖、矢量圖的觀測。說明：眼圖是判斷數(shù)字傳輸系統(tǒng)性能好壞的有效檢測手段；矢量圖是判斷數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)性能優(yōu)劣的檢測方法。實踐四：PCM編譯碼實驗實踐任務(wù)：了解語音編碼的工作原理，驗證PCM編譯碼原理；掌握PCM抽樣時鐘、編碼數(shù)據(jù)和輸入/輸出時鐘之間的關(guān)系；了解PCM專用大規(guī)模集成電路的工作原理和應(yīng)用；掌握語音數(shù)字化技術(shù)的主要指標(biāo)及測量方法。實踐學(xué)時：2學(xué)時實踐場所：通信原理實驗室實踐內(nèi)容：（1）PCM串行接口輸出時鐘和幀同步時隙信號觀測；（2）抽樣時鐘信號與PCM編碼數(shù)據(jù)測量；（3）PCM譯碼器輸出模擬信號觀測；（4）PCM頻率響應(yīng)測量；（5）PCM動態(tài)范圍測量。教學(xué)方法：演示、講解基本要求：（1）掌握示波器、信號發(fā)生器、萬用表等常規(guī)儀器的使用；（2）掌握PCM串行接口輸出時鐘和幀同步時隙信號測量；（3）掌握抽樣時鐘信號與PCM編碼數(shù)據(jù)測量；（4）掌握PCM譯碼器輸出模擬信號測量；（5）掌握PCM頻率響應(yīng)測量；（6）掌握PCM動態(tài)范圍測量；（7）完成實驗報告1份。重點難點：抽樣時鐘信號與PCM編碼數(shù)據(jù)測量以及PCM譯碼器輸出模擬信號測量。說明：PCM編碼數(shù)據(jù)以及PCM譯碼器輸出模擬信號的測量是掌握PCM編譯碼原理的關(guān)鍵。實踐五：數(shù)字鎖相環(huán)實驗實踐任務(wù)：了解數(shù)字鎖相環(huán)的基本概念；熟悉數(shù)字鎖相環(huán)的指標(biāo)測量；掌握全數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計方法。實踐學(xué)時：2學(xué)時實踐場所：通信原理實驗室實踐內(nèi)容：（1）VCO自由振蕩頻率測量；（2）失鎖狀態(tài)觀察；（3）環(huán)路鎖定過程觀測；（4）鎖定狀態(tài)觀測；（5）解調(diào)器位定時信號相位抖動與輸入數(shù)據(jù)關(guān)系觀測。教學(xué)方法：演示、講解基本要求：（1）掌握示波器、信號發(fā)生器、萬用表等常規(guī)儀器的使用；（2）掌握VCO自由振蕩頻率測量；（3）掌握失鎖狀態(tài)測量；（4）掌握環(huán)路鎖定過程觀測方法；（5）掌握鎖定狀態(tài)觀測；（6）掌握解調(diào)器位定時信號相位抖動與輸入數(shù)據(jù)關(guān)系測量方法；（7）完成實驗報告1份。重點難點：失鎖狀態(tài)測量以及環(huán)路鎖定過程觀測方法。說明：數(shù)字鎖相環(huán)的失鎖狀態(tài)及鎖定過程是環(huán)路是否正常工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教學(xué)資源（一）教材及參考資料教材：《現(xiàn)代通信原理教程》，黃文準(zhǔn),楊亞東.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2016年3月。參考資料：《通信原理》,羊梅君.武漢:華中科技大學(xué)出版社,2013年8月。遴選原則和方法：選擇適用于應(yīng)用型本科教學(xué)的教材，通過適當(dāng)簡化理論數(shù)學(xué)推導(dǎo)、增加豐富的仿真實訓(xùn)項目，使得學(xué)生能夠在一定程度上擺脫過于強(qiáng)調(diào)嚴(yán)謹(jǐn)理論的數(shù)學(xué)推導(dǎo)帶來的困擾，便于加深對通信理論的理解，同時參照本教材仿真方法，通過自己動手拓展相關(guān)通信系統(tǒng)的模塊級和系統(tǒng)級的仿真實驗，鍛煉學(xué)生設(shè)計分析現(xiàn)代通信系統(tǒng)的能力。（二）其他教學(xué)資源（1）參考書《通信原理》，周炯槃等.北京：北京郵電大學(xué)出版社,2002.《現(xiàn)代通信原理與技術(shù)》，張輝等.西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2002.《通信原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)》，張輝等.西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2003.《通信原理實驗與課程設(shè)計》，鄔春明.北京：北京大學(xué)出版社，2013.（2）網(wǎng)絡(luò)資源武漢科技大學(xué)通信原理網(wǎng)站：/ec/C69/Index.htm西安電子科技大學(xué)通信原理網(wǎng)站：9/txgc/東南大學(xué)通信原理網(wǎng)站：/jpkc/declare/2006txyl/old/1.htm北京交通大學(xué)通信原理網(wǎng)站：/course/xnjp/dzxy/txxtyl南京郵電大學(xué)通信原理網(wǎng)站：85/tongxin/index.aspx研學(xué)論壇