通信原理理论课程教学大纲

通信原理课程教学大纲 课程编码 学分 理论学时 课程类别 适用层次 适用专业 先修课程 后续课程 052079 4 64 学科基础课 汉族本科 课程名称 通信原理 总学时 实验学时 课程性质 必修课 开课学期 第五学期 64 0 通信工程 高等数学、线性代数、概率论与数理统计、现代电子技术Ⅱ、信号与系 统、通信电子线路 现代交换原理与技术，移动通信，光纤通信 一、课程性质、地位和任务 本课程是通信工程的主要专业基础课、核心课程。本课程的目的是为研究设计各 种通信系统奠定必要的基础。课程主要是研究通信系统信息传输与处理的理论与技术， 不涉及具体的电路，但这里理论与技术是建立在信号分析理论、电子线路等课程的基础 上。需要先修信号与系统、高频电子线路、数字电路等课程。要求学生有较强的高等数 学、线性代数以及概率论与数理统计的扎实基础以及具备信号与系统频域分析的较强能 力。 二、教学目标及要求 1、掌握通信系统的基本组成与工作原理。 2、掌握评价各种系统的性能指标及其基本分析方法。 3、了解为改善各种通信系统性能所使用的技术。 三、教学内容及安排 第 1 章 绪论（3 学时） 教学目标 （1）掌握通信术语、掌握模拟信号与数字信号的其别、基带信号与已调信号的区 别；数字通信系统组成及优缺点 （2）理解码元速率、信息速率和频带利用率的定义、计算及其关系、误码率和误 信率的定义及其关系 （3）了解通信系统的组成、分类和通信方式 重点（1）概念信号区别、通信系统的组成和分类、数字通信的特点、通信方 式、主要性能指标等。考试的可能形式填空、简答题、画图题 （2）计算信息速率、码元速率、误码率、误信率的计算。 1 难点（1）模拟信号和数字信号的区别 （2）基带信号、载波信号、已调信号 （3）比特、波特及其区别 （4）误码率、误信率和进制 M 之间的关系 1.1 通信的基本概念（0.5 学时） 1.2 通信系统的组成（0.5 学时） 1.3 通信系统的分类及通信方式（0.5 学时） 1.4 信息及其度量（0.5 学时） 1.5 通信系统主要性能指标（1 学时） 第 2 章确知信号（4 学时） 教学目标 （1）复习信号的分类及其特征； （2）复习信号的频域分析法和频谱的概念，掌握周期信号频谱计算； （3）复习傅立叶级数的物理意义、傅立叶变换及其性质，掌握频谱密度计算； （5）掌握的能量谱和功率谱计算及物理含义 （6）理解相关函数的定义和性质 （7）掌握相关函数与谱密度的关系，掌握维纳-辛钦关系； 重点 （1）概念信号的分类与特征；频谱的概念；周期信号频谱Cn 的特点和意 义；傅立叶变换的物理内涵，相关函数的定义和性质。 （2）计算常用信号的傅立叶变换；能量和功率的计算 难点 （1）信号的频域分析 2.1 确知信号的类型（0.5 学时） 2.2 确知信号的频域性质（2 学时） 2.2.1 功率信号的频谱 2.2.2 能量信号的频谱密度 2.2.3 能量信号的能量谱密度 2.2.4 功率信号的功率谱密度 2.3 确知信号的时域性质（1.5 学时） 2.3.1 能量信号的自相关函数 2.3.2 功率信号的自相关函数 第三章 随机信号分析6 学时 教学目标 2 （1）理解随机过程的基本概念 （2）掌握随机过程的数字特征 （3）掌握平稳过程的定义、各太历经性、相关函数和功率谱密度 （4）掌握高斯过程的定义和性质、一维概率密度和分布函数 （5）掌握随机过程通过线性系统、输入和输出的关系（均值、功率谱密度） （6）了解窄带随机过程的表达式和统计特性 （7）掌握正弦波加窄带高斯过程的统计特性 （8）掌握高斯白噪声及其通过理想低通信道和理想带通滤波器 重点 （1）概念随机过程的定义、狭义平稳和广义平稳；各态历经的含义和意义； 高斯过程的性质。窄带过程的两个结论、正弦波加窄带高斯工程的统计特性；功率谱密 度的意义； （2）计算数字特征、一维概率密度函数和分布函数；平稳过程自相关函数 的性质；维纳辛钦定理；随机过程的总（平均）功率，平稳过程、高斯过程、白噪 声通过线性系统，功率谱密度的求法 难点平稳过程与各态历经性、平稳过程的几个关系、各态历经性的意义、自相关函 数的意义、 功率谱密度的意义及求法， 功率谱密度的意义及求法、 平均功率的几种求法， 正弦波加窄带高斯过程的分析。 3.1 随机信号的基本概念（0.5 学时） 3.2 平稳随机过程（0.5 学时） 3.3 高斯过程（1 学时） 3.4 平稳随机过程通过线性系统（1 学时） 3.5 窄带高斯过程（1 学时） 3.6 正弦波加窄带高斯过程（1 学时） 3.7 高斯白噪声和带限白噪声（1 学时） 第 4 章 信道（4 学时） 教学目标 （1）掌握信道的定义、分类和模型 （2）掌握恒参信道的特性及其对信号传输的影响 （3）掌握随参信道的特性及其对信号传输的影响 （4）掌握信道噪声的统计特性 （5）掌握信道容量和香农公式 重点 （1）概念信道的分类和特征；恒参和随参信道举例；调制信道和编码信道 的定义范围及其关系；恒参信道的无失真传输条件，两种线性失真及其影响；随参信道 3 的 3 个特点，多径传播及其影响；信道噪声及其通过带通滤波器的结果；香农公式的含 义和结论。 （2）计算恒参信道的幅频特性、相频特性和群时延特性的计算和传输失真 情况的判断；减小频率选择性衰落的方法和计算；信道容量的计算。 难点各种信道的区别、特性、多径效应 4.1 无线信道（0.5 学时） 4.2 有线信道（0.5 学时） 4.3 信道数学模型（恒参信道、随参信道） （1 学时） 4.4 信道特性对信号传输的影响（1 学时） 4.5 信道中的噪声（0.5 学时） 4.6 信道容量 0.5 学时） 第五章 模拟调制系统（8 学时） 教学目标 （1）掌握调制的定义、功能和分类 （2）掌握幅度调制（含DSB、SSB 与 VSB）信号的时域与频域表达式、调制器一般模 型；信号频谱的特点、线性调制的抗噪声性能的分析方法 （3）掌握调频（FM） 、调相（PM）的基本概念 （4）掌握单频调制时宽带调频信号时域表示 （5）调频信号频带宽度的计算卡森公式 （6）了解调频信号的产生与解调方法 （9）理解频分复用、复合调制和多级调制的概念 重点 （1）概念AM、DSB、SSB、VSB 和 FM、PM 的基本概念、特点和应用；产生于 解调方法；AM、DSB 波形和频谱；VSB 边带滤波器特性；可靠性比较，有效性比较； 门限的概念；多级调制、复合调制和 FDM 的概念。 （2）计算AM、DSB、SSB、FM、 PM 的表达式、 功率和带宽的计算； AM、 DSB、 SSB、 FM 抗噪声性能分析； Si/Ni、 S0/N0 和 G 的计算和比较；单音频和调频指数、相偏及频偏；卡森公式。 难点门限效应，FM 与 PM 的关系，调频指数与最大频偏的定义，卡森公式。 5.1 幅度调制的原理（2 学时） 5.1.1 调幅 5.1.2 DSB 5.1.3 SSB 5.1.4 VSB 5.1.6 相干干解调与包络检波 4 5.2 线性调制的抗噪声性能（2 学时）