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课程编码：08265016
课程名称：通信原理
英文名称：Principles of Communications
开课学期：7
学时/学分：48/3（其中实验学时16）
课程类型：专业基础选修课
开课专业：测控技术与仪器、电气工程及其自动化专业本科生
先修课程：概率论、信号与系统
选用教材：《通信原理》，樊昌信主编，国防工业出版社，
主要参考书：
1、《通信系统原理》，曹金玉、李莉、赵蓉主编，通信系统原理，吉林大学出版社，1998年
2、《现代通信原理》，曹志刚，清华大学出版社，1992年
3、《通信系统原理》，冯玉珉，清华、北方交通大学出版社，2003年
4、《通信技术概论》，徐少敏，深圳市华为技术有限公司，1998年
5、《现代通信原理与技术》，张辉，西安电子科技大学出版社，2002年
执笔人：李庆凯
一、课程性质、目的与任务
本课程是电子与信息类专业的主要专业基础理论课。适合在四年级上学期开设。本课程的任务旨在使学生掌握现代通信原理，尤其是数字通信的基本概念、基本理论以及基本的分析方法；熟悉通信系统的组成和工作原理；了解通信系统主要组成部分的实现方法。通过理论学习与实验环节掌握好本课程内容对于分析各种通信系统、测控系统是很有帮助的。
二、教学基本要求
1、掌握通信系统的主要性能指标，并通过这些指标对通信系统进行衡量和比较。
2、系统掌握不同的通信系统各环节的作用、原理。
3、掌握各种模拟调制系统的原理及抗噪声性能
4、掌握数字基带传输系统工作原理，及其无码间干扰的传输特性
5、掌握数字调制系统的调制与解调原理，以及系统的抗噪声性能。
6、采用理论与实践相结合，理论讲述与实验分析相结合的方法进行教学，培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生完成本门课程的学习任务之后，能够自觉地对实践中存在的问题进行分析并提出解决办法。
三、各章节内容及学时分配
第一章 绪论（2学时）
教学目的与要求
使学生对通信系统有较清晰的认识，并重点认识数字通信系统；掌握通信系统的主要性能指标；学会信息量的计算方法。
教学内容
第一节 引言
第二节 通信系统的组成
第三节 通信系统的分类及通信方式
第四节 信息及其度量
第五节 主要性能指标
考核要求
掌握内容：通信系统的基本问题与主要性能指标；模拟通信与数字通信；信息量、平均信息量、信息速率。
熟悉内容：通信系统的分类；通信方式。
了解内容：通信的概念与发展；
第二章 随机信号分析（2学时）
教学目的与要求
本章内容是本课程后续章节的数学工具，要求掌握平稳随机过程的数字特征与概率密度函数，其相关函数与功率谱密度；掌握高斯过程与窄带随机过程；了解n维联合概率密度函数。
教学内容
第一节 引言
第二节 随机过程的一般表述
第三节 平稳随机过程
第四节 平稳随机过程的相关函数与功率谱密度
第五节 高斯过程
第六节 窄带随机过程
第七节 随机过程通过线性系统
考核要求
掌握内容：平稳随机过程的数字特征与概率密度函数；平稳随机过程的相关函数与功率谱密度；高斯过程与窄带高斯过程；
熟悉内容：平稳随机过程；平稳随机过程的各态历经性；随机过程通过线性系统。
了解内容：随机信号与随机过程；n维联合概率密度函数。
第三章 信道（2学时）
教学目的与要求
要求学生对通信系统的信道种类、特性及其对信号的影响有清楚的了解；掌握调制信道、编码信道的模型；了解随参信道特性的改善技术。掌握Shannon信道容量公式。
教学内容
第一节 信道定义
第二节 信道数学模型
第三节 恒参信道举例、特性及其对信号传输的影响
第四节 随参信道举例、特性及其对信号传输的影响
第五节 随参信道特性的改善——分集接收技术
第六节 信道的加性噪声
第七节 信道容量的概念
考核要求
掌握内容：调制信道模型；编码信道模型；恒参信道对信号传输的影响；加性高斯白噪声；Shannon信道容量公式。
熟悉内容：信道的定义与模型；恒参信道实例；随参信道实例；随参信道对信号传输的影响；起伏噪声；噪声等效带宽；连续信道的信道容量“三要素”。
了解内容：随参信道特性的改善。
第四章 模拟调制系统（6学时）
教学目的与要求
通过本章的学习，要求学生掌握线性调制系统的调制、解调的原理及抗噪声性能；熟悉非线性调制系统的调制、解调原理；熟悉频分复用的概念；了解复合调制及多级调制的概念。
教学内容
第一节 引言
第二节 幅度调制的原理及抗噪声性能
第三节 非线性调制（角度调制）的原理及抗噪声性能
第四节 各种模拟调制系统的比较
第五节 频分复用
第六节 复合调制及多级的概念
考核要求
掌握内容：AM、DSB、SSB信号调制与解调；AM、DSB、SSB信号抗噪声性能。
熟悉内容：VSB、FM、PM信号的调制原理；频分复用的概念。
了解内容：FM信号的解调原理；复合调制及多级调制的概念。
第五章 数字基带传输系统（6学时）
教学目的与要求
通过本章的学习，要求学生掌握数字基带信号，基带传输的常用码型和编码原理，掌握无码间干扰的基带传输特性；熟悉数字基带信号的频谱特性，熟悉基带脉冲传输与码间干扰，熟悉眼图的概念和产生方法，熟悉时域均衡的实现方法；了解部分响应系统。
教学内容
第一节 引言
第二节 数字基带信号及其频谱特性
第三节 基带传输的常用码型
第四节 基带脉冲传输与码间干扰
第五节 无码间干扰的基带传输特性
第六节 部分响应系统
第七节 基带传输系统的抗噪声性能
第八节 眼图
第九节 时域均衡
考核要求
掌握内容：数字基带信号；AMI码、HDB3码、PST码、双相码的编码原理和主要优缺点；无码间干扰的基带传输特性；无码间干扰时的基带系统抗噪声性能。
熟悉内容：数字基带信号与频谱特性；基带脉冲传输与码间干扰；眼图；时域均衡。
了解内容：Miller码、CMI码、nBmB码、4B/3T码；部分响应系统。
第六章 正弦载波数字调制系统（6学时）
教学目的与要求
通过本章的学习，使学生掌握二进制数字调制与解调的原理，掌握2ASK，2FSK，2PSK，2DPSK的抗噪声性能，通过二进制数字调制系统的性能比较，使学生进一步了解各种二进制调制系统的性能优劣；使学生熟悉数字调制信号的频谱特性，多进制调制与解调的原理。
教学内容
第一节 引言
第二节 二进制数字调制原理
第三节 二进制数字调制系统的抗噪声性能
第四节 二进制数字调制系统的性能比较
第五节 多进制数字调制系统
第六节 改进的数字调制方式
考核要求
掌握内容：二进制数字调制解调原理；二进制ASK，FSK，PSK、DPSK系统的抗噪声性能；二进制数字调制系统的性能比较。
熟悉内容：数字调制信号的频谱特性；4PSK、4DPSK、MSK信号调制解调原理。
了解内容：多进制数字调制的概念；QAM、GMSK调制方式。
第七章 模拟信号的数字传输（8学时）
教学目的与要求
通过本章的学习，使学生掌握抽样定理，脉冲振幅调制原理，脉冲编码调制原理，以及增量调制原理；熟悉均匀量化与非均匀量化的原理，另外，学生还要熟悉时分复用和多路数字电话系统的原理。
教学内容
第一节 引言
第二节 抽样定理
第三节 脉冲振幅调制（PAM）
第四节 模拟信号的量化
第五节 脉冲编码调制（PCM）
第六节 差分脉冲编码调制（DPCM）系统
第七节 增量调制
第八节 DPCM系统的量化噪声
第九节 时分复用和多路数字电话系统
第十节 话音和图像的压缩编码
考核要求
掌握内容：抽样定理；脉冲振幅调制(PAM)原理；脉冲编码调制(PCM)原理；增量调制(ΔM)原理；
熟悉内容：均匀量化；非均匀量化；脉冲编码调制(PCM)系统抗噪声性能；增量调制(ΔM)系统抗噪声性能；时分复用和多路数字电话系统原理。
了解内容：十五折线非均匀量化；增量脉冲编码调制(DPCM)原理。
一、 实验：
a) 实验目的与任务
通过计算机仿真技术，使学生搭建不同的通信系统，并通过修改仿真参数，得到不同的仿真结果，加深学生对不同通信系统的认识与理解。
b) 实验教学基本要求
学生在每个实验前要独立完成实验报告的实验目的、原理和实验任务部分，这样可以更好的达到各个实验的目的，要求学生独立完成实验。
c) 实验教材或指导书
实验指导书
d) 实验项目一览表
序号
| 实验项目
| 内容提要
| 实验
类型
| 学时
分配
| 主要仪器设备
| 实验
地点
| 备注
|
1
| AM与DSB调制解调
| 对调制信号分别进行AM和DSB两种调制方式今天调制，观察结果
| 验证性实验
| 2
|
| 实验室
| 必修实验
|
2
| FM调制
| 对信号通过FM调制，加深理解FM调制原理
| 验证性实验
| 2
|
| 实验室
| 必修实验
|
3
| 观察眼图
| 设计数字基带信号源，并人为地引入噪声，观察眼图波形
| 验证性实验
| 2
|
| 实验室
| 必修实验
|
4
| 2ASK调制与解调
| 用调幅法调制载波产生2ASK信号，并进行解调
| 验证性实验
| 2
|
| 实验室
| 必修实验
|
5
| 频移键控FSK实验
| 搭建2FSK调制、解调系统，记录、分析仿真结果
| 验证性实验
| 2
|
| 实验室
| 必修实验
|
6
| AMI/HDB3码型变换实验
| 对数字基带信号的码型进行相互转换
| 验证性实验
| 2
|
| 实验室
| 必修实验
|
7
| PCM编码的压缩与扩张
| 搭建单路PCM编译码系统，记录输入信号、压缩信号和还原信号的波形，并进行分析比较
| 综合性实验
| 2
|
| 实验室
| 必修实验
|
8
| 增量调制(∆M)与解调
| 搭建∆M系统。记录输入信号、量化信号、还原信号的波形，并进行比较，给出分析结果。观察过载失真时的信号的波形。
| 验证性实验
| 2
|
| 实验室
| 必修实验
|
二、 考核方式
期末考试和平时成绩相结合
三、备注：
无
