河海大学通信原理教学大纲

一、课程名称：通信原理

              Communication Principle

二、课程编号：0602111

三、学分学时：4学分 /学时

四、使用教材：《通信原理第六版》（樊昌信编著，国防工业出版社）

五、课程属性：专业基础课 / 必修

六、教学对象：通信工程专业本科生

七、开课单位：计算机及信息工程学院

八、先修课程：概率论与数理统计、信号与线性系统、通信电子线路

九、教学目标：

本课程以通信系统的基本理论为主要内容。结合实际通信系统的应用使学生加深对通信基本理论及通信系统基本工作原理的掌握和理解，从而培养学生分析问题、解决问题的能力及创新能力；培养学生应用和设计新的通信系统的能力。

十、课程要求：

本课程采用问题探讨与课程讲授、主题讨论与案例讨论等教学方式，实行互动研究型教学，重点培养学生的理论素养和通信系统设计与分析能力。因此，本课程要求课前必须阅读教材的相关部分和参考文献；课上主动参与讨论；课后按时完成布置的家庭作业与思考问题。请到主讲教师的教学博客上下载学术文献，并及时进行教学互动交流。

本课程教学环节的具体要求为：

⏹一篇读书报告；

⏹八次课后作业

⏹一次期末考试

各个环节的作业学生必须完成，遵守学术诚信原则。如果发现抄袭等情况，将取消该项成绩。

十一、教学内容：

本课程主要由以下内容组成：（理论教学个学时）

第一章 绪论（4学时）

⏹知识要点：通信系统的组成、系统模型及分类；通信技术的发展历史及趋势；信号、消息；信息及其度量，信息量和平均信息量；通信系统的性能度量。

⏹重点：1. 模拟和数字通信系统模型。

      2．信息量与平均信息量（信息的熵）的计算。

      3．码元速率，信息速率，频带利用率，误码率，误信率的定义与计算。

⏹难点：信息量与平均信息量（信息的熵）的计算。

⏹教学方法：课堂讲解与讨论

第二章 确定信号分析（4学时）

⏹知识要点：信号通过系统的过程。确定信号的时域和频域分析。傅立叶变换关系式，傅立叶变换的主要运算特性，常用信号的傅立叶变换；；信号的能量和能量谱密度；信号的功率和功率谱密度。

⏹重点：信号及其正交展开变换、信号的傅氏分析、相关函数及功率谱密度函数。

⏹难点：卷积定义式，时域卷积定理，频域卷积定理。

⏹教学方法：课堂讲解

第三章 随机信号分析（8学时）

⏹知识要点：随机过程及白噪声的概念；平稳随机过程的数字特征（均值、方差、相关函数）的计算方法；平稳随机过程通过线性系统后的自相关、功率谱的计算方法；正态随机过程、窄带噪声的特征、分析方法；信号加窄带噪声的分析方法。 

⏹重点：1.随机过程的数字特征。

 2.平稳随机过程的特性—各态历经性

 3.高斯过程的一维概率密度函数的特性。

 4．正弦波加窄带高斯过程。

 5．平稳随机过程通过线性系统的特点。

⏹难点：1.平稳随机过程的相关函数与功率谱密度。

 2．平稳随机过程通过线性系统的特点。

⏹教学方法：课堂讲解、小组研讨

第四章 信道（6学时）

⏹知识要点：掌握信道数学模型； 随参信道、恒参信道；信息论、香农定理。

⏹重点：1.恒参信道特性及其对信号传输的影响

 2．随参信道的三个特点及其对信号传输的影响

 3．信道容量的概念，香农公式的含义及计算。

⏹难点：1.恒参、随参信道特性及其对信号传输的影响。

 2．随参信道特性的改善—分集接收。

 3. 信道容量的概念及求法。

⏹教学方法：课堂讲解、小组研讨

第五章 模拟调制系统（8学时）

⏹知识要点：线性调制、非线性调制、相干解调、非相干解调的概念；各类模拟调制系统的性能分析方法；各类调制的应用。 

⏹重点：1.幅度调制的原理及抗噪声性能。

 2.非线性调制的原理及频率调制系统的抗噪声性能。

 3.各种模拟调制系统的性能比较。

⏹难点：1．线性调制相干解调的抗噪声性能

 2．调频系统的抗噪声性能。

 3. 复合调制及多级调制的概念。

⏹教学方法：课堂讲解

第六章 数字基带传输系统（8学时）

⏹知识要点：无码间串扰系统的条件及滚降无串扰系统特性的分析方法；时域均衡的分析及计算方法；基带传输系统特性；主要传输码型差分码、AMI、HDB3的编码规则及特点；部分响应系统编码方法；奈奎斯特定理；眼图的含义及作用。 

⏹重点：1.基带传输的常用码型，基带信号的频谱特性。

 2.无码间干扰的基带传输特性。

 3.部分响应系统。

 4.基带传输系统的抗噪声性能。

 5.检测系统性能的实验手段—眼 图。

⏹难点：1.基带信号的频谱特性。

 2.无码间干扰的基带传输特性及抗噪声性能。

 3.部分响应系统。

 4.时域均衡原理及实现方法。

⏹教学方法：课堂讲解、实验巩固

第七章 正弦载波数字调制系统（8学时）

⏹知识要点：ASK、FSK、PSK调制、解调原理，已调信号时域表示及频谱结构；数字系统抗噪性能分析方法；理解数字载波键控概念；MSK、QPSK、OQPSK、QAM等系统的性能及特点。

⏹重点：1．二进制数字调制系统的原理及抗噪声性能分析。

 2. 二进制数字调制系统的性能比较

 3. 多进制数字调制系统的原理及抗噪声性能分析。

⏹难点：1. 多进制数字调制系统的原理及抗噪声性能分析。

 2．改进的数字调制方式。

⏹教学方法：课堂讲解、实验巩固

第八章 模拟信号的数字传输系统（8学时）

⏹知识要点：抽样定理；PCM编码原理（A律13折线非线性量化编码）及量化信噪比的计算方法；增量编码调制（DM）的原理；时分复用及复用信号带宽计算方法；数字压扩总和增量编码调制的原理。

⏹重点：1．PCM系统组成，PCM调制原理，13折线A率的编译码方法及PCM系统中的噪声 分析

  2. 增量调制（ΔM）原理及ΔM系统中的量化噪声分析。

 3. 差分脉冲编码调制(DPCM)系统。 

 4．时分复用和多路数字电话系统。

⏹难点：1．13折线A率的编译码方法

 2.DPCM系统中的量化噪声分析。

 3.语音和图像的压缩编码。

⏹教学方法：课堂讲解

第九章 数字信号的最佳接收（4学时）

⏹知识要点：匹配滤波器的设计分析方法；最佳接收原理；数字信号接收的统计描述，最佳基带系统；确知信号的最佳接收机的设计；最佳接收准则，匹配滤波器原理及计算。

⏹重点：1．关于最佳接收的准则表述。

 2．确知信号最佳接收的分析。

 3．普通接收机与最佳接收机的性能比较。

 4．匹配滤波器原理及其在最佳接收中的应用。

 5．最佳基带传输系统

⏹难点：1．确知信号最佳接收的分析。

 2．匹配滤波器在最佳接收中的应用。教学方法：课堂讲解、课后仿真

第十章 差错控制编码（4学时）

⏹知识要点：线性分组码编码原理，一致校验矩阵及生成矩阵的计算方法；汉明码、循环码的特点及编码方法；最小码距概念及其与纠、检错能力的关系。差错控制编码基本概念和分类；常用的差错控制编码：重复码、奇偶校验码、方阵码、等比码和正反码，线性分组码生成和校验方法，纠检错能力。常用的差错控制编码方法和性能。

⏹重点：1.线性分组码的编码原理

  汉明码、循环码的特点及编码方法

 ．最小码距概念及其与纠、检错能力的关系

 ．循环码的编码与解码。

⏹难点：1.循环码的原理,

2.生成矩阵和一致校验矩阵的性质

⏹教学方法：课堂讲解、课后系统仿真练习

第十一章 同步原理（2学时）

⏹知识要点：掌握载波同步、位同步及帧同步的工作原理及获取同步的方法

⏹重点：1．载波同步法（插入导频法和直接法）的原理和载波同步系统的性能分析。

 2．位同步法（插入导频法和直接法），位同步系统的性能及其相位误差对性能的影响。

 3．群同步法（起止式同步法、连贯式插入法、间隔式插入法）的原理同步系统的性能。

 4．网同步的基本概念。

⏹难点：1．群同步法（起止式同步法、连贯式插入法、间隔式插入法）的原理同步系统的性能。

 2．扩展频谱系统同步。

⏹教学方法：课堂讲解

十二、实践环节： 

通过通信原理实验课程，巩固、加深并扩大学生所学到的理论知识，培养学生运用基本理论分析、处理实际问题的能力，培养实事求是、严肃认真、细致踏实的科学作风和良好的实验习惯，并加深学生对抽象过程的认识，使学生了解集成电路在通信系统中应用的新技术，加强学生认识系统的能力。

实验内容主要有：集中控制器系统、脉冲幅度调制及系统、FSK调制与解调、PSK调制与解调、PCM及系统实验、增量调制编、译码实验、数字同步技术信码再生。

学生应达到下列基本要求：

⏹正确使用常用的电子仪器；

⏹掌握基本的测试技术；

⏹具有查阅电子器件手册的能力；

⏹根据课程内容，熟悉通信领域中的某些新发展和新办法，以及通信技术的实现手段；

⏹通过观察实验现象，在实验研究的全过程上得到较为系统的训练；

⏹能根据实验情况的分析，寻找和去除某些单元电路的故障；

十三、教学参考：

    1．参考教材

⏹曹志刚等编，现代通信原理，清华大学出版社

⏹周炯磐等编，通信原理，北京邮电大学出版社

⏹Digital and Analog Communication Systems (5th or 6th Edition). 清华大学出版社（影印版：数字与模拟通信系统）

⏹Simon Haykin, Communication Systems, 电子工业出版社（影印版：通信系统） 

⏹J.G.Proakis. Digital Communication (4rd Edition). 电子工业出版社（影印版：数字通信）

2．网络资源

⏹西安电子科技大学通信原理网站  http://ste.xidian.edu.cn/txgc/

⏹东南大学通信原理网站

http://jwc.seu.edu.cn/jpkc/declare/2006txyl/old/1.htm

⏹北京交通大学通信原理网站 

http://col.njtu.edu.cn/course/xnjp/dzxy/txxtyl

⏹南京邮电大学通信原理网站 http://202.119.236.185/tongxin/index.aspx

⏹武汉科技大学通信原理网站 http://jwc.wust.edu.cn/ec/C69/kcjsgh-1.htm

⏹西南交通大学现代通信原理网站 http://jp.dame.com.cn/C102/Course/Index.htm

⏹湖南师范大学通信原理网站 http://202.197.120.40/ec/C17/jsdw-3.htm

⏹石家庄邮电职业技术学院通信 http://jpk.sjzpc.edu.cn/dxx/txgl/default.asp

⏹吉首大学通信原理网站 http://210.43..31/jpkc/C148/kcms-3.htm

⏹聊城大学通信原理教学网站 http://www.tx.lctu.cn/

⏹无线资讯网 http://www.wx800.com/

⏹通信世界网 http://www.cww.net.cn/

⏹Winlab(罗格斯大学) http://www.winlab.rutgers.edu/~crose/index545.html

⏹杨百翰大学  http://www.ee.byu.edu/ee/class/ee444/

⏹國立交通大學通信原理网站 http://shannon.cm.nctu.edu.tw/comtheory.thm/

⏹麻省理工学院的Transmission of Information http://web.mit.edu/6.441/www/

⏹哥伦比亚大学的Communication Theory

http://www.cvn.columbia.edu/Courses/Summer2004/ELENE4702.html

⏹阿拉伯马大学-猎狩村校区的Communication Theory

http://www.ece.uah.edu/courses/ee426//

⏹波多黎各理工大学的Digital Communication Systems

http://netdial.caribe.net/~mteixeir/ee4714.htm

⏹瓦斯特理工的Advances in Digital Communication

http://spinlab.wpi.edu/courses/ee533/

十四、考核方式：

考核/考查方式：闭卷考试

十五、课程说明：

1．本课程为考研课程、校级精品课程

2．编写人：李旭杰、徐立中

3．编写日期：2008-1-26