《通信原理》課程教學大綱

《通信原理》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）通信原理課程名稱（英文）PrinciplesofCommunications課程代碼05120305課程性質必修課程類別專業(yè)必修課考核形式考試總學分（學時/周）3.5（4）理論學分（學時）3（48）實踐或實驗學分（學時/周）0.5（16）先修課程高等數學、信號與系統后續(xù)課程計算機通信網絡、移動通信設備與裝置適應范圍全日制本科面向專業(yè)電子信息工程開課學期5開課學院電子與信息工程學院二、課程目標本課程以通信系統的基本理論為主要內容，結合實際通信系統的應用使學生加深對通信基本理論及通信系統基本工作原理的掌握和理解，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力及設計創(chuàng)新能力，為學生學習后續(xù)專業(yè)課程提供必要的基礎知識和理論背景，為學生形成良好的專業(yè)素質打好基礎。課程具體目標如下：課程目標1（知識目標）：要求學生掌握通信基本概念、信號分析處理、通信系統的構成、基本原理、數字通信系統組成及其關鍵功能模塊等原理。初步學會分析和研究通信系統的各種性能參數，能夠熟練利用通信原理知識討論、分析和解決通信系統的各種問題。掌握基本儀器儀表的使用；能夠通過實驗手段驗證基本理論和性質，并能夠運用理論知識指導實驗，排除故障，分析實驗結果。課程目標2（能力目標）：通過各個教學環(huán)節(jié)，使學生具備將理論知識與實際系統相結合的分析問題和解決問題的能力，具有自主學習、文獻檢索利用的能力，具備綜合運用技術理論解決實際問題的能力，具備運用實驗手段驗證理論知識的能力。課程目標3（價值目標或思政目標）：具有較好的職業(yè)道德素養(yǎng)，具備團隊協同研究、交流溝通能力，具備工程思維和創(chuàng)新意識，能夠理論聯系實際，具有終身學習能力，對待學習和任務具有責任感。三、課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求、指標點與本課程的課程目標的之間對應關系如表1所示。表1畢業(yè)要求、指標點與課程目標的對應關系支撐的畢業(yè)要求涉及的畢業(yè)要求指標點本課程的課程目標支撐強度1.工程知識1.4掌握電子信息工程及相關領域的專業(yè)知識，并能將其應用于分析和解決電子信息領域復雜工程問題。課程目標1課程目標2課程目標3H3.設計/開發(fā)解決方案3.1掌握設計/開發(fā)電子信息工程領域復雜工程問題解決方案所需要的專業(yè)知識和開發(fā)工具。課程目標1H4.研究4.2能夠應用數據科學與大數據技術專業(yè)知識設計實驗方案，運用軟硬件工具模擬或實現具體的實驗，收集、整理實驗數據。課程目標1課程目標2M5.使用現代工具5.2具有信息獲取能力，能夠根據需要選擇和使用信息技術工具和檢索工具，對獲取的信息具有分析和綜合能力。課程目標1課程目標2課程目標3M5.3具有使用現代電子儀器設備的能力，并能夠理解其局限性。課程目標1課程目標2課程目標3H本課程的各個課程目標對應畢業(yè)要求指標點的權值矩陣如表2所示。表2課程目標支撐畢業(yè)要求指標點的權值矩陣畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求指標1.4畢業(yè)要求指標3.1畢業(yè)要求指標4.2畢業(yè)要求指標5.2畢業(yè)要求指標5.3課程目標10.61.0課程目標20.30課程目標30.1000.20.1注：將一個畢業(yè)要求指標點分解到對應課程教學目標中，每一列的權重Σ＝1。四、課程目標與教學內容及資源對應關系第一部分理論教學環(huán)節(jié)第1章緒論（3學時）教學內容：通信系統的組成、系統模型及分類；通信技術的發(fā)展歷史及趨勢；信號、消息；信息及其度量，信息量和平均信息量。教學重點：模擬和數字通信系統模型；信息量與平均信息量（熵）的計算；誤碼率和誤信率的定義與計算。支撐的課程目標：1，2，3第2章隨機過程（6學時）教學內容：隨機過程及白噪聲的概念；平穩(wěn)隨機過程的數字特征（均值、方差、相關函數）的計算方法；平穩(wěn)隨機過程通過線性系統后的自相關、功率譜的計算方法；正態(tài)隨機過程、窄帶噪聲的特征、分析方法；信號加窄帶噪聲的分析方法。教學重點：隨機過程的數字特征；平穩(wěn)隨機過程的特性—各態(tài)歷經性；平穩(wěn)隨機過程的相關函數與功率譜密度；平穩(wěn)隨機過程通過線性系統的特點。支撐的課程目標：1，2，3第3章信道（3學時）教學內容：信道數學模型；隨參信道、恒參信道；信息論、香農定理。教學重點：恒參信道特性及其對信號傳輸的影響；信道容量的概念，香農公式的含義及計算。支撐的課程目標：1，2，3第4章模擬調制系統（3學時）教學內容：線性調制、非線性調制、相干解調、非相干解調的概念；各類模擬調制系統的性能分析方法；各類調制的應用。教學重點：幅度調制的原理及抗噪聲性能；非線性調制的原理及頻率調制系統的抗噪聲性能；各種模擬調制系統的性能比較。支撐的課程目標：1，2，3第5章數字基帶傳輸系統（9學時）教學內容：數字基帶信號的傳輸碼型；數字基帶信號的功率譜；無碼間串擾的傳輸波形；部分響應系統編碼方法；奈奎斯特定理；眼圖；部分響應及時域均衡。教學重點：基帶傳輸常用碼型；基帶信號的頻譜特性；無碼間干擾的基帶傳輸特性及抗噪聲性能；部分響應系統；檢測系統性能的手段——眼圖。支撐的課程目標：1，2，3第6章數字帶通傳輸系統（6學時）教學內容：ASK、FSK、PSK調制、解調原理，已調信號時域表示及頻譜結構；數字系統抗噪性能分析方法；數字載波鍵控概念；多進制數字調制系統的抗噪性能及特點。教學重點：二進制數字調制系統的原理及抗噪聲性能分析；二進制數字調制系統的性能比較；多進制數字調制系統的原理及抗噪聲性能分析。支撐的課程目標：1，2，3第7章信源編碼（9學時）教學內容：抽樣定理；均勻量化和非均勻量化；PCM編碼原理（A律13折線非線性量化編碼）及量化信噪比的計算方法；增量編碼調制（DM）的原理；時分復用及復用信號帶寬計算方法。教學重點：PCM系統組成，PCM調制原理，13折線A率的編譯碼方法及PCM系統中的噪聲分析；增量調制（ΔM）原理及量化噪聲分析；差分脈沖編碼調制(DPCM)系統；時分復用和多路數字電話系統。支撐的課程目標：1，2，3第8章差錯控制編碼（6學時）教學內容：線性分組碼編碼原理，一致校驗矩陣及生成矩陣的計算方法；漢明碼、循環(huán)碼的特點及編碼方法；最小碼距概念及其與糾、檢錯能力的關系。差錯控制編碼基本概念和分類；常用的差錯控制編碼；線性分組碼生成和校驗方法，糾檢錯能力。常用的差錯控制編碼方法和性能。教學重點：線性分組碼的編碼原理；漢明碼、循環(huán)碼的特點及編碼方法；最小碼距概念及其與糾、檢錯能力的關系。支撐的課程目標：1，2，3第9章同步（3學時）教學內容：載波同步、碼元同步、群同步及網同步的工作原理及獲取同步的方法。教學重點：載波同步法的原理和載波同步系統的性能分析；碼元同步法性能及其相位誤差對性能的影響；群同步法原理及性能分析；網同步的基本概念。 支撐的課程目標：1，2，3課程思政融入點：引導學生樹立正確的人生觀，通過學生之間、師生之間的交流與互動，創(chuàng)造平等和快樂的教學氛圍，調動學生的主動性和積極性，給學生成功的體驗，激發(fā)學生學習的興趣，學習時養(yǎng)成勤學嚴謹的思維習慣。第二部分實驗教學環(huán)節(jié)實驗教學內容及目標支撐課程目標的具體情況如表3所示。表3實驗課具體教學內容及目標支撐課程目標的體情況序號實驗內容學時數項目要求項目類型項目性質實驗目標支撐的課程目標1信號源實驗3必修操作驗證掌握模擬和數字信號的產生方法；了解主控&信號源模塊的基本使用方法；熟練掌握通信原理試驗箱的使用方法。1,2,32基帶傳輸編譯碼實驗3必修操作驗證了解集中常見的數字基帶信號；掌握常用數字基帶傳輸碼形的編碼規(guī)則；掌握基帶傳輸編譯碼的方法。1,2,33基本數字調制技術3必修操作驗證掌握絕對碼、相對碼的概念以及它們之間的變換關系和變換方法；掌握用鍵控法產生2ASK、2FSK、2DPSK信號的方法；掌握相對碼波形與2PSK信號波形之間的關系以及絕對碼波形與2DPSK信號波形之間的關系。1,2,34脈沖幅度調制與解調實驗3選修操作驗證了解脈沖幅度調制的原理和特點；了解脈沖幅度調制波形的頻譜特性。1,2,35脈沖編碼調制與解調實驗3選修操作驗證掌握脈沖編碼調制與解調的原理；了解脈沖編碼調制信號的頻譜特性；了解大規(guī)模集成電路W681512的使用方法。1,2,36位同步信號提取實驗3選修操作驗證了解用數字鎖相環(huán)提取位同步信號的原理及其對信息代碼的要求；了解位同步信號在整個通信系統中的作用。1,2,37幀同步信號提取實驗2選修操作驗證掌握巴克碼識別原理，同步保護原理；掌握假同步、漏同步、捕捉態(tài)、維持態(tài)的概念。1,2,38時分復用及解復用實驗3必修操作綜合掌握時分復用的概念；了解時分復用的優(yōu)點與缺點；掌握時分復用在整個通信系統中的作用。1,2,39HDB3線路編碼通信系統綜合實驗3選修操作綜合熟悉HDB3編譯碼器在通信系統中位置及發(fā)揮的作用，熟悉HDB3通信系統的系統框架。1,2,3課程思政融入點：培養(yǎng)學生運用理論知識解決工程問題的思維與能力、團隊協作能力、工程倫理意識。課程主要教學資源及參考資源、教學平臺網站：（1）推薦參考教材及參考書目參考教材及參考書目見表4。表4參考教材及參考書目類別教材名稱主編出版社出版時間參考教材通信原理（第七版）樊昌信等國防工業(yè)出版社2017.1參考書目現代通信原理（第二版）曹志剛等清華大學出版社2018.2通信原理（第二版）韓聲棟等機械工業(yè)出版社2017.8通信原理（第二版）沈越泓等機械工業(yè)出版社2018.6（2）課程網站=1\*GB3①通信原理_臺州學院/courseHome/1000076299/173938/19?state=1#teachTeam=2\*GB3②通信原理_國防科技大學_中國大學MOOC（慕課）/course/NUDT-316006#/info=3\*GB3③通信原理_武漢理工大學_中國大學MOOC（慕課）/course/WHUT-1206452818#/info=4\*GB3④通信原理實驗_北京交通大學_中國大學MOOC（慕課）/course/NJTU-1450786187五、課程目標與考核依據及評價標準對應關系總評計分制：百分制（√）；五級分制（）；兩級分制（）考核方式：考試（）；考查（√）本課程考核環(huán)節(jié)由課堂表現、作業(yè)、實驗、期末考試成績組成。課程總成績=課堂表現×10%+作業(yè)×20%+實驗×20%+期末考核×50%。具體考核會環(huán)節(jié)、評價方式、比重和對應的課程目標如表5所示。表5考核/評價方法、依據和對應的課程目標考核環(huán)節(jié)評價方式比重課程目標課堂表現主要包括出勤情況和課堂參與度10%課程目標1課程目標2課程目標3作業(yè)主要是學生完成課后作業(yè)的情況20%課程目標1課程目標2課程目標3實驗依據實驗教學進度計劃，共設置六次實驗，主要考察學生對各章節(jié)知識點的理解與應用能力20%課程目標1課程目標2課程目標3期末考核根據期末考核結果給出相應的成績50%課程目標1課程目標2課程目標3課程總成績課堂表現×10%+作業(yè)×20%+實驗×20%+期末考核×50%100%課程目標1課程目標2課程目標3根據表5可知，本課程的3個課程目標分別由多個考核環(huán)節(jié)來支撐，每個考核環(huán)節(jié)的評價標及其對課程目標的支撐權值如表6所示。表6考核環(huán)節(jié)評價標準及其支撐課程目標的權值課程目標考核環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)支撐課程目標權值權值合計評價標準100~9089~8079~7069~60<59優(yōu)良中及格不及格課程目標1課堂表現10%100%按時到課，從不缺課；課堂能積極并正確回答問題；課堂交流討論積極主動；課堂表現總體很好不無故缺課、遲到早退；課堂能積極并正確回答問題；課堂交流表現良好；課堂表現總體較好不無故缺課、偶爾會有遲到早退；課堂下能正確回答問題；課堂交流表現這中等；課堂表現總體一般偶爾遲到早退；課堂回答問題和相互交流積極性尚可，態(tài)度基本端正；課堂總體表現尚可偶爾缺課或經常遲到早退；課堂回答問題和相互交流積極性較差，態(tài)度不端正；課堂總體表現較差作業(yè)20%作業(yè)嚴格按要求并及時完成，正確率90%以上作業(yè)按要求并及時完成，正確率80%至90%作業(yè)按要求并及時完成，正確率70%至80%作業(yè)按要求并及時完成，正確率60%至70%作業(yè)未按要求完成，正確率小于60%實驗30%實驗實踐能力很強，善于獨立思考并與教師溝通；實驗數據記錄非常完整，對實驗結果分析正確且非常深入，報告撰寫質量很高；實驗綜合表現很好實驗實踐能力較強，能獨立思考并與教師溝通；實驗數據記錄較為完整，對實驗結果分析正確且深入，報告撰寫質量較高；實驗綜合表現較好實驗實踐能力一般，能對問題進行一定的思考；實驗數據記錄基本完整，對實驗結果分析基本正確，報告撰寫質量一般；實驗綜合表現一般實驗實踐能力尚可，能對問題進行一定的思考；實驗數據記錄尚可，對實驗結果分析深入程度尚可，報告撰寫質量基本滿足要求；實驗綜合表現尚可實驗實踐能力較差，態(tài)度不端；實驗數據記錄完整度較差，對實驗結果分析缺乏或應付了事，報告撰寫質量較差；實驗綜合表現較差期末考試40%見期末試卷評分標準課程目標2課堂表現10%100%同上同上同上同上同上作業(yè)30%同上同上同上同上同上實驗30%同上同上同上同上同上期末考試30%見期末試卷評分標準課程目標3課堂表現20%100%同上同上同上同上同上作業(yè)30%同上同上同上同上同上實驗30%同上同上同上同上同上期末考試20%見期末試卷評分標準六、課程目標達成評價