通信原理与通信技术（第四版） 教学大纲.docx

通信原理课程教学大纲一、课程信息英文名称：Communication Principle课程编码：授课语言：汉语授课方式：线下课程类别：专业发展课程性质：必修学 分：3学 时：48学时（授课40学时，实验8学时）适用对象：通信工程专业、电子信息工程专业、物联网工程专业先修课程：电路分析基础、数字电子技术、概率论与数理统计、信号与系统等开课院系：电子信息工程学院二、课程简介本课程是电子信息工程专业的专业核心课程。该课程是在学生修完电路分析 基础、数字电子技术、概率论与数理统计、信号与系统等相关课程后开设的，课 程涉及通信系统各个组成部分的基础理论和基本原理，从理论上建立了完整的通 信系统架构以及对通信信号和系统性能的分析方法和系统模型。通过学习本课程, 学生能够全面系统的掌握现代通信，尤其是数字通信的基本原理、基本概念、基 本组成、基本分析和实现方法，为后续课程的学习打下坚实的基础，也为学生以 后在相关领域工作或从事研究奠定良好的基础。概念掌握程度90%以上概 念清晰80%以上概念 清晰70%以上概念 清晰60%以上概 念清晰概念不清 晰方案正确性正确较为正确基本正确有一定缺陷有较大缺 陷分析或结论有 效性分析合理， 结论有效分析较为合 理，结论较 为有效分析基本合 理，结论基 本有效存在一定错 误存在较大 错误表9实验报告评分标准值 观测90-100 分80-89 分70-79 分60-69 分59分以下完成进度提前完成按时完成基本按时完成延时完成延时完成实验内容 掌握程度90%以上实 验内容清晰80%以上实 验内容清晰70%以上实验 内容清晰60%以上实 验内容清晰实验内容 不清晰实验方案 正确性正确较为正确基本正确有一定缺陷有较大缺 陷实验分析或结 论有效性分析合理， 结论有效分析较为合 理，结论较 为有效分析基本合 理，结论基 本有效存在一定错 误存在较大 错误六、课程建议教材及主要参考资料.建议教材张卫钢主编，通信原理与通信技术（第四版），西安电子科技大学出版社, 2018年5月。1 .主要参考资料1张卫钢、曹丽娜主编，通信原理教程，清华大学出版社，2016 年。2张甫翊主编，通信原理教程，清华大学出版社，2018年。3樊昌信主编，通信原理与通信技术（第4版），电子工业出版社，2019 年。七、其他根据专业特色与定位要求，课程大纲内容可进行删减与补充，具体按教务处 规定执行。课程的内容包括通信与通信系统的基本概念、模拟调制、脉冲编码调制、增 量调制、数字复接与同步数字序列、数字信号的基带传输、数字信号的调制传输、 差错控制编码及相关的通信技术等。根据教学内容，灵活采用授课方式，注重专业性和实用性，将理论与实验有 机结合，力图通过循序渐进的方式培养学生掌握信息传输的基本原理和通信系统 的性能分析方法，具备分析和解决通信系统问题的能力。三、课程任务、目标与要求1 .课程任务通过本课程的学习，学生能够获得必要的信息通信与传输方面的基础理论知 识和基本技能。熟悉通信系统的组成和工作原理，掌握现代通信，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，了解通信系统主要组成部分的实 现方法，以适应现代信息社会对通信人才的需求，提高学生的综合素质和创新能 力，为培养能够解决挑战性问题的新一代工程师打下坚实的基础。2 .课程基本要求3 . 1课程目标本课程目标及能力要求具体如下：课程目标1：学生能够理解并记忆通信与通信系统的基本概念，掌握通信系 统的基本组成、分类及通信方式，掌握信息及其度量方法并会进行计算，掌握通 信系统的相关性能指标及相关运算，能对通信系统的通信过程进行分析论述；课程目标2：学生能够掌握调制、解调、编码、解码、同步等基本通信技术， 能够对通信系统基本的编码和调制原理进行实验研究和验证，能够应用所学知识 对通信系统进行初步的分析和设计；课程目标3：学生能够知晓PCM复用与数字复接、数据通信与通信网等知识， 了解通信领域的前沿技术与发展趋势，具有科学创新精神和合作沟通能力；课程目标4：学生能够建立通信系统的概念，关注学科发展前沿，结合所学 的工程知识和专业知识初步解决通信系统中的具体问题，培养分析和解决问题的 能力，提高实践能力和综合应用能力。2.2课程目标与毕业要求之间的对应关系.毕业要求是支撑学生培养目标达成的基础，而毕业要求的达成则需要课程体 系的支撑，本课程与毕业要求指标点的支撑关系如表1所示，课程目标达成的途 径、措施、评级依据如表2所示。表1课程与毕业要求指标点的支撑关系毕业要求课程支撑的毕业要求指标点课程目标毕业要求1:工程知识指标点1. 4应用电子信息工程领域 专业知识，并结合数学、自然科学、工 程基础知识，具有解决电子信息领域复 杂工程问题的能力。课程目标1课程目标2毕业要求2：问题分析指标点2. 2能够将电子信息工程领 域复杂工程问题分解为若干相对简单 的组成部分，运用数学、自然科学和工 程科学的基本原理对分解后的问题进 行分析并选择合适的解决方案；课程目标1课程目标4毕业要求3：设计/开发解 决方案指标点3.1熟知现代电子技术理 论、电子信息的采集、处理、传输以及 控制的理论和方法，能够针对复杂工程 问题设计解决方案。课程目标2课程目标3指标点3.2理解电子电路系统设 计原理与方法，能够针对特定需求，设 计满足指标要求的电路和系统、产品部 件或流程。课程目标2 课程目标4指标点3.3能够综合考虑社会、健 康、安全、法律、文化以及环境等方面 的因素，在设计中综合利用电子信息工 程的专业知识和新技术，体现较强的创 新意识。课程目标4表2课程目标达成的途径、措施、评级依据课程目标课程教学内容目标达成途径（措施）达成评价依据课程目标1第1章通信与通信系统的 基本概念第6章数字信号的基带传 输第7章数字信号的调制传 输采用多媒体教学并结合 动画演示等使学生能够理解 通信系统的概念、组成、方式 等，并能就信息及度量相关参 数进行计算。通过课堂讨论、 实验报告及期末考试试卷等 进行目标考核。出勤与课堂表 现、综合实验 报告以及期末 考试试卷课程目标2第2章模拟调制采用多媒体教学并结合出勤与课堂表课程目标课程教学内容目标达成途径（措施）达成评价依据第3章脉冲编码调制第4章增量调制第7章数字信号的调制传输实验教学等多种教学方法使 学生能够掌握调制的目的、意 义和方法。通过课堂讨论、实 验报告及期末考试试卷等进 行目标考核。现、综合实验 报告以及期末 考试试卷课程目标3第5章数字复接与同步数 字序列第6章数字信号的基带传 输第8章差错控制编码采用多媒体并结合视频、 讨论等多种教学方式使学生 理解编码、解码、同步与复接 的概念，能够对基带信号进行 编码，掌握常用的检纠错码。 通过课堂讨论、实验报告及期 末考试试卷等进行目标考核。出勤与课堂表 现、综合实验 报告以及期末 考试试卷课程目标4第1章通信与通信系统的基本概念第7章数字信号的调制传输第8章差错控制编码采用微课、讨论、翻转课 堂等方式，让学生了解通信术 发展历程、发展趋势、主要技 术等。通过课堂讨论、实验报 告及期末考试试卷等进行目 标考核O出勤与课堂表 现、综合实验 报告以及期末 考试试卷3 .课程的重点、难点重点：通信和通信系统的概念；通信系统的组成及分类；通信系统的性能评 价；调制的概念；抑制载波的双边带调幅；常规双边带调幅；PCM的基本概念; PCM的调制过程；抽样定理；PCM复用与数字复接；数字基带信号的码型；二进 制数字调制；差错控制编码的基本概念、差错控制方式、差错控制编码分类；检 错和纠错原理。难点：信息的度量与香农公式；角调制；时分复用；增量调制；扰码和解 码；多进制数字调制；线性分组码；循环码。拓展：现代通信与网络技术。包括：数据通信原理、网络体系结构、光纤 通信、卫星通信、移动通信技术等。4 .课程思政设计必须充分认识到课程思政并非是一个狭义的思想政治教育，而是从德智体美 劳全面人才的视角出发的一个培养社会主义建设者和接班人的重要理念和实施 路径。发挥思政课之外其他课程的育人功能，形成广义的、内涵更加丰富的思政 教育理念，做到课程思政与思政课程同向同行、协同育人，不但要培养学生求实创新的科学精神，还应担负起培养学生健康成长、全面成才、持续发展的人文精 神。课程思政设计如表3所示。表3课程思政设计章节知识点思政元素第1章通信 与通信系统 的基本概念通信和通信系 统的概念；信号与噪 声；信息的度量与香 农公式。通信系统各组成部分通力配合完成的一次信 息传递，离开任何一个设备都将无法完成通信过 程；噪声是无用的信号，但在某些情况下，也可加 以利用；美国数学家香农。促进学生对团队意义的 理解，培养学生的团队精神和集体荣誉感；噪声的 辩证思想：事物具有两面性；通过香农在信息领域 及计算机学科中的奠基性的贡献，培养学生严谨求 实、的科学精神。第2章模拟 调制抑制载波的双 边带调幅(DSB)；常 规双边带调幅(AM)； 单边带调制(SSB)和 残留边带调制 (VSB)o不同调制方式具有的不同特点和用途；各种调 制解调方法的优缺点对比分析。通过讨论使学生体 会里面所蕴含的矛盾主次方面和主次矛盾的哲学 思想；让学生懂得如何辩证地看待事物的对立和统O第3章脉冲 编码调制第4章增量 调制PCM的基本概 念；抽样、量化、编 码；增量调制。模拟信号数字化等相关领域的芯片需求与当 前我国芯片领域面临的“卡脖子”问题之间的矛盾。 介绍模拟及数字领域应用与芯片之间的关系，适当 结合当前国际国内形势，增强学生爱国情感与凝聚 力。第5章数字 复接与同步 数字序列PCM复用与数字 复接基本概念、数字 比特序列与复接等 级、PCM基群帧结构、 同步数字序列SDHo中国工程院院士、我国通信与信息系统领域著名专 家哪贺铃院士在国内首先研制成功了 PCM30路复 用设备、STH-1/STM-4 复用设备、155/622Mb/s SDH 光纤通信系统等。非院士的研究工作实现了这些数 字电话重要装备的国产化，突破了国外的技术封 锁，以此激励学生向院士和科学家们学习，以一腔 爱国赤子之情将科学研究落实到祖国大地上。第6章数字 信号的基带 传输数字基带信号 的概念；数字基带信 号的码型；无码间串 扰的传输波形。通过观察码间串扰的物理现象，思考消除或减 少码间串扰的方法培养学生发现并抓住主要矛盾 问题的能力。通过设疑提问等方式培养学生“发现 问题、问题建模、问题求解”这一完整过程，理解 工程师所需的基本能力。第7章数字 信号的调制 传输二进制幅度键 控、二进制频移键 控、二进制相移键调制技术的种类、原理、特点，调制解调技术 的现状。介绍调制技术领域的知名高校和单位及最 新成果，引导和鼓励学生心怀梦想，为更深层次的U!章节知识点思政元素控、二进制差分相移 键控、多进制数字调 制。提升而努力。第8章差错 控制编码差错控制编码 的基本概念、方式、 差分类；检错和纠错 原理；线性分组码； 循环码。信道编码通过引入冗余码元，增大了带宽，降 低有效性而提高可靠性；编码方式的复杂程度与编 码效率基本成正比。通过对知识的抽丝剥茧，同学 们明晰了可靠性与有效性的关系一一矛盾关系；编 码的复杂度与编码效率的关系体现了辩证唯物主 义的方法论思想。、教学内容安排根据专业特色与课程目标要求，科学合理设置教学内容，本课程教学内容 与基本要求如表4所示。表4教学内容与基本要求序号章节参考 学时教学内容基本要求1第1章4 (1)通信通信和通信系统 的概念； (2)系统的组成及分类；(3)信号与噪声；(4)信号频谱与信道通频 带； (5)信息的度量与香农公 式；(6)多路复用的基本概念； (7)通信系统的性能评 价。掌握通信、通信系统的概念 及其基本组成；理解信号与噪声； 了解信号频谱的含义及信道通频 带；理解多路复用的含义；掌握信 息的度量与通信系统的性能指 标。2第2章讲授6 (1)调制的概念； (2)抑制载波的双边带调 幅(DSB)； (3)常规双边带调幅(AM)；(4)单边带调制(SSB)和残 留边带调制(VSB)；(5)频分复用(FDM)； (6)角调制。掌握DSB、AM、SSB信号调制 与解调；理解角调制的基本概念 和原理；了解模拟调制的功能与 分类。实 验2通信原理试验箱；模拟 信号的产生方法及其用途； 分析模拟信号波形。理解信号的产生方法、来源 及去处，了解信号流程；熟悉模拟 信号的产生方法及用途；用示波 器在相应测试点上测量各点波序号章节参考 学时教学内容基本要求形，分析模拟信号波形的特点。3第3章6(1) PCM的基本概念； (2) PCM抽样、量化、编码； (3)抽样定理；(4)时分复用。掌握PCM的基本概念；理解 PCM抽样、量化和编码过程；掌握 抽样定理；理解时分复用。4第4章2简单增量调制；增量总 和调制。理解增量调制的基本概念和 原理；了解增量总和调制。5第5章4 (1) PCM复用与数字复接 (基本概念、数字比特序列 与复接等级、PCM基群帧结 构、复接的原理与分类)；(2)同步数字序列简介(SDH 基本概念、帧结构、复接结 构)。理解PCM复用与数字复接的 基本概念；掌握数字复接的原理； 了解PCM基群的帧结构；了解数字 复接的分类；了解SDH的相关知 识。6第6章讲授6(1)数字基带信号的概念； (2)数字基带信号的码型；(3)无码间串扰的传输波形； (4)扰码和解扰； (5)眼图。理解数字基带信号的概念； 掌握数字基带信号的常用码型； 了解无码间串扰的传输波形；理 解扰码与解码；了解眼图。实 验2眼图的作用；眼图的形 成过程；眼图的测量测试方 法。研读电路图，理解如何用眼 图评估通信系统的性能；在输入 端送入不同速率的信号，在加噪 声和不加噪声情况下测试眼图； 能够分析并评测测量结果。7第7章讲授6 ( 1 )二进制幅度键控 (2ASK)； ( 2 )二进制频移键控 (2FSK)； ( 3 )二进制相移键控 (2PSK)； (4)二进制差分相移键控 (2DPSK)；(5)多进制数字调制。掌握二进制幅度键控、频移 键控和相移键控的调制与解调原 理；了解二进制调制系统的抗噪 声性能、二进制数字调制系统的 性能比较；理解数字调制信号的 频谱特性；了解多进制数字调制 的概念。序号章节参考 学时教学内容基本要求实 验42ASK、2FSK、2PSK 调制 的定义；2ASK、2FSK、2PSK 调 制的原理；2ASK、2FSK、2PSK 调制的电路组成及实现。理解 2ASK、2FSK、2PSK 调制 的工作原理及电路组成；理解数 字化的调解器的原理和实现方 法；用示波器观察测量点波形，记 录并分析波形。8第8章6 (1)差错控制编码； (2)检错和纠错原理；(3)几种常用的检错码； (4)线性分组码和循环码。掌握差错控制编码的基本概 念；了解差错控制方式和分类；掌 握检错和纠错原理；掌握线性分 组码的编码方法；了解循环码。合计讲授学时40实践学时8总学时48注：L 为章节重点内容，为章节难点内容2.拓展内容需在课余时间通过教师辅导+学生自学的方式学习。五、课程考核方式与成绩评定.课程考核考核方式：考试。1 .成绩评定成绩评定方式：百分制课程总成绩=期末成绩X60%+平时成绩义40%(1)平时：平时成绩占40%。包括：课堂参与度(考勤、讨论)、作业 完成情况及实验。课堂参与度(考勤、讨论)、作业完成情况主要考核知识 点的理解、掌握程度和综合概括能力；实验，主要考核运用理论知识解决 实际问题的能力，实验报告的撰写能力。课程平时成绩各环节占比如表5 所示。表5课程平时成绩各环节占比平时成绩环节占比(40%)合计考勤课堂讨论作业及实验10%10%20%40%（2）期末考试：期末考试占60%。主要考核对基本知识的掌握程度以 及分析、解决实际问题的能力。其中，课程目标的考核方式与成绩比例如 表6所示，课堂讨论评分标准如表7所示，作业和实验报告评分标准如表 8、表9所示。表6课程目标的考核方式与成绩比例课程目标毕业要求 指标点考核方式及成绩比例（）成绩比例（）平时期末课程目标1指标点1.4, 2.2101525课程目标2指标点 1.4, 3. 1, 3.2152035课程目标3指标点3. 151015课程目标4指标点2.2, 3.2,3. 3101525合计4060100表7课堂讨论评分标准表8作业评分标准分值 观旅、90-100 分80-89 分70-79 分60-69 分59分以下观点的正确 性正确较为正确基本正确有一定缺陷有较大缺陷分析或结论 的有效性分析合理， 结论有效分析较为合 理，结论较 为有效分析基本合 理，结论基 本有效存在一定错 误存在较大错 误观测490-100 分80-89 分70-79 分60-69 分59分以下完成进度提前完成按时完成基本按时完 成延时完成延时完成