通信原理教学大纲.pdf

《通信原理》课程教学大纲《通信原理》课程教学大纲 一、课程编号：1100070 二、课程名称：通信原理 （ 64 学时） Principle of communications 三、课程教学目的 通过本课程的学习，使学生学习了解物理层通信的最基本原理以调制解调为核心，使学生建立点到点通信系统的基本框架，学习了解通信中的基本问题及其解决方法本课程着重培养通信中观察分析问题的视角，学会其中的理论分析方法，为以后进一步学习其他通信类课程储备所需的知识，建立良好的理论基础 四、课程教学基本要求 1. 掌握模拟调制的基本原理和性能分析方法 2. 掌握数字基带通信系统（包括等效基带系统）的设计与分析；理解功率谱、码间干扰等概念理论分析方法；掌握最佳基带系统的设计及性能分析 3. 掌握信号空间理论和最佳接收理论，掌握典型数字调制的原理和性能分析方法 4． 掌握模拟信号数字化中的基本概念、方法以及分析方法 五、教学内容及学时分配 1．绪论 2 学时  通信系统的基本模型，通信中的基本问题；  授课计划、课程要求。

2．预备知识 8 学时  Hilbert 变换的定义与性质、解析信号、带通信号的等效基带分析；  自相关函数与功率谱密度、随机信号的功率谱分析、平稳过程及循环平稳过程的功率谱分析  窄带平稳高斯噪声：定义、表示式、正交分量与同相分量的统计特性、幅度和相位的统计特性 3．模拟调制 10 学时  DSB-SC 的原理、信号表达式、波形特点、调制解调方法、频谱分析（确定信号、随机信号） 、带宽计算、抗噪声性能分析、导频辅助的相干载波提取；  AM 的原理、信号表达式、波形特点、调幅指数、调制效率、调制解调方法（相干/非相干） 、频谱分析、带宽计算、抗噪声性能分析（非相干解调只考虑大信噪比情形） ；  SSB 的原理、信号表达式、调制解调方法（相干/非相干） 、频谱分析、带宽计算、抗噪声性能分析；  VSB 的原理、频谱特征、残留边带滤波器的特点、调制解调方法；  PM、FM 的原理、信号表达式、调制指数、相位偏移常数、频率偏移常数、PM 和 FM 的关系。

单音频角度调制信号的频谱分析及带宽计算；  窄带调角的信号表达式及其在间接调频中的作用；  调频方法（直接调频、间接调频） 定性了解鉴频方法（普通鉴频器、锁相鉴频器） ；  FM 在大信噪比下的信噪比分析、输出噪声的抛物线特征；  FMD 的原理和典型应用实例 4．数字基带传输 15 学时  信息速率/码元速率、比特间隔/码元间隔、误比特率/误符号率、频带利用率；  数字 PAM 信号的表达式、 常用的数字 PAM 信号 （单双极性的 RZ/NRZ、差分码、多电平码） ；  PAM 信号的功率谱密度分析，功率谱密度的基本特点；  线路码型的目的AMI、HDB3 码、Manchester 码的编解码规则、信号特点（时域、频域） ；  数字基带信号的接收原理、 利用低通或匹配滤波器接收时的误码率分析、最佳门限问题；  符号间干扰的概念、奈奎斯特准则、奈奎斯特极限、升余弦滚降；  最佳基带系统；  眼图的测量方法、眼图所体现的信息；  定性了解均衡的目的、时域线性均衡的基本原理、ZF 和 MMSE 准则的含义、DFE 的概念、自适应均衡的概念；  部分响应系统的目的，相关编码和预编码的原理和作用。

第 I 类和第 IV类部分响应系统中具体的编码规则、频域及时域特性；  符号同步的概念，符号同步的基本方法：线谱法，超前-滞后法 5．数字频带传输 15 学时  OOK、2FSK 的原理、信号表达式、调制解调框图（限带/非限带，相干/非相干，最佳/非最佳） 、功率谱分析、带宽计算、相干解调的误码率分析定性了解非相干解调的误码率分析；  BPSK 的原理、 信号表达式、 调制解调框图 （限带/非限带， 最佳/非最佳） 、功率谱分析、带宽计算、误码率分析；相干载波提取：平方环、Costas环相位模糊问题；  DPSK 的原理和解调方法（相干/非相干） ，误码率（差分相干只做定性要求） ；  QPSK 的原理、信号表达式、调制解调框图、功率谱、误码率分析；格雷映射误比特率与误符号率；  定性了解 DQPSK 的原理；  OQPSK 的目的，方法；  信号空间的概念，归一化正交基函数，M 元信号的矢量表示；  最佳接收理论，MAP 准则/ML 准则；  加性白高斯噪声信道中 M 进制确定信号的最佳接收，匹配滤波器和相关器的等价性；  MASK、MPSK、MQAM 的星座图、信号表达式、调制解调框图、功率谱密度、相干解调时误符号率分析方法；  了解 MFSK 的矢量表示、波形相关系数、最佳接收框图、带宽计算。

定性了解误码率随 M 增加而减小的特性；  MSK 的原理、相位路径、正交表达式、功率谱密度及误码率；  掌握 MSK 的基本原理，了解 GMSK 的原理； 6．模拟信号的数字化 10 学时  低通及基带信号的抽样定理；  TDM 原理；  标量量化：均匀量化及最佳量化的原理及性能分析；  对数压缩：A 律?律压缩的目的、A 律十三折线编码规则 习题课及期中考试 4 学时 六、教学重点、难点 重点重点：(1)各种模拟和数字信号的功率谱分析方法 (2)基带传输理论，包括符号间干扰的概念、奈奎斯特准则等 (3)信号空间理论及最佳接收理论及数字通信的性能分析 (4)模拟信号的数字化方法 难点难点： 运用数学的方法对通信中的基本问题进行抽象分析， 例如包括： 信号空间及最佳接收理论，高阶调制，符号间干扰相关知识点，最佳量化等 七、先修课程：信号与系统、电子电路、概率论与随机过程 八、适用专业：信息安全、通信工程、电子信息工程、信息工程、数字媒体技术、电子信息科学与技术、电子科学与技术、光信息科学与技术、应用物理学、电信工程及管理 九、九、使用教材及参考书目 教材： 《通信原理》第 3 版，周炯槃等，北京邮电大学出版社，2008 年 8 月 参考书目： [1]《通信原理》第 6 版，樊昌信等，电子工业出版社，2009 年 5 月 [2] 《现代通信原理》 ，曹志刚，清华大学出版社，1992 年 [3] 《Digital and Analog Communication Systems》 第 5 版， LW. Couch， 清华大学出版社影印版，1999 [4] 《Digital Modulation and Coding》SG. Wilson，电子工业出版社影印版，1998 年 [5] 《Digital Communications》第 4 版，JG. Proakis，电子工业出版社影印版，2001 年《通信原理（续） 》课程教学大纲《通信原理（续） 》课程教学大纲 一、课程编号：1100080 二、课程名称：通信原理（续） （ 32 学时） Principle of communications （continued） 三、课程教学目的 《通信原理》是现代通信技术的一门基础理论课。

《通信原理》（续）是在《通信原理》的基础上的进一步补充，它和先期的学习内容共同构成较为完备的《通信原理》知识架构本课进目的在于进一步使学生掌握现代通信中的基本概念、基本理论以及基本分析方法，主要侧重点是信道编码、扩频通信以及信源编码方面的基本知识，通过这些学习为后续的相关课程打好基础 四、课程教学基本要求 1. 信息论的基本概念、信源特性及信源编码的基本概念和分析方法 2.信道模型、信道容量的基本概念和原理 3.信道编码的基本原理和分析方法 4.扩频及多址通信的基础知识和基本原理 五、教学内容及学时分配 1．信源及信源编码 6 学时  信源的统计描述；  信息熵、联合熵、条件熵、信源冗余度；  互信息；  了解无失真信源编码定理（等长、变长） ，掌握哈弗曼编码；  定性了解信息率失真函数、限失真信源编码定理；  了解预测编码；  定性了解变换编码的基本原理；  定性了解矢量量化的基本原理 2．信道及信道容量 6 学时  信道的概念；  连续时间信道模型、离散时间信道模型；  恒参信道：无失真条件；  随参信道：多径衰落，平衰落/频率选择性衰落，相干带宽、时延扩展、相干时间、多普勒扩展；  了解抗衰落的一般措施、分集接收的基本原理；  信道容量：定义、离散信道的容量、连续信道的容量，编码定理的含义；  二元无记忆对称信道、AWGN 信道的容量计算方法。

3．信道编码 10 学时  信道编码的基本概念，纠错检错、汉明距，前向纠错/ARQ 的概念；  线性分组码：生成矩阵、监督矩阵、系统码、最小码距、系统码的编码、伴随式及译码、汉明码；  循环码：码多项式、生成多项式、系统循环码的编码原理、循环码的生成矩阵、循环码的伴随式及译码；  定性了解码的加长与缩短；  CRC 原理；  定性了解 BCH 码及 RS 码；  卷积码：编码器结构、生成多项式、图示法（状态转移图、树图、格图） ；  掌握卷积码的编码和维特比译码；分组交织；  硬判决维特比译码，定性了解软判决译码；  分组交织及其对抗突发错误的原理；  简单了解级联码及迭代译码（LDPC、Turbo 码）的基本思想；  简单了解 TCM/BICM 4．扩频通信及多址通信 8 学时  沃尔什码及其性质；  PN 码的概念；  m 序列的产生及其性质，m 序列的特征多项式及其性质，m 序列的自相关特性；  定性了解 Gold 码及其他 PN 码；  定性了解 PN 码的同步；  正交码、正交复用及正交 CDMA；  PN 码及扩频通信、DS-CDMA、Rake 接收原理；  扰码及 PN 码的其他应用。

习题课 2 学时 六、教学重点、难点 重点重点：(1) 信源编码的相关概念； (2) 线性分组码及卷积码的基本原理； (3) 信道模型、信道容量； (4) 扩频和多址通信的基本原理 难点难点：多径信道模型、维特比译码 七、先修课程：通信原理 八、适用专业：通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、电子科学与技术、 光信息科学与技术、电信工程及管理 九、九、使用教材及参考书目 教材： 《通信原理》第 3 版，周炯槃等，北京邮电大学出版社，2008 年 8 月 参考书目： [1]《通信原理》第 6。