“通信原理”是信息工程、通信工程及电子信息类专业的一门重要专业基础课。课程以现代通信系统为背景,以通信系统模型为主线,讲述现代通信系统的基本原理、基本概念、基本技术及系统性能的分析方法,包括模拟通信系统和数字通信系统,并以数字通信系统为主。主要介绍信号设计、编码、调制等基本理论和噪声分析方法。
课程的目的是使学生掌握现代通信系统的信源编码及信道编码理论,掌握信号设计的基本理论、调制理论及现代通信系统抗噪声性能的基本分析方法;培养学生的工程意识、自学能力,以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。
课程共分10章,包括:绪论、确定信号分析、随机信号与噪声分析、信号设计导论、模拟调制系统、信源编码、数字基带传输系统、数字载波传输系统、改进型数字调制系统、差错控制编码等内容。
“通信原理”课程教学的基本要求是:
1. 了解通信技术的发展历程及发展方向;
2. 掌握通信系统模型;
3. 理解信息、信息量、信道容量,通信系统有效性、可靠性等基本概念;
4. 掌握信号设计的基本理论,理解匹配滤波器工作原理,掌握m序列信号单元产生方法、特性及应用;
5. 掌握模拟通信系统噪声性能分析方法;
6. 掌握信源编码、信道编码基本概念及基本方法;
7. 掌握数字通信系统噪声性能分析方法。
1.系统掌握通信系统的基本概念、基本理论、基本技术和性能评判方法。
2.具备辩证思维和逻辑思维能力,能对通信与信息领域的复杂工程问题进行识别和表达。
3.通过文献调研能对本领域复杂工程问题建立数学模型、提出解决方案、设计系统模块、总结科学规律并给出定量和定性分析。
4.形成自主学习和终身学习的意识,具有不断学习和适应信息工程及相关领域技术和观念发展、变化的能力。
第1周学习内容: 绪论
1.1 课程简介
1.2 通信技术的发展和展望
1.3 消息、信号、信息及平均信息量
1.4 通信系统的模型
1.5 通信系统的分类
1.6 模拟通信系统与数字通信系统
1.7 通信系统的主要性能指标
1.8 香农信道容量公式
第一章单元作业
第一章单元测验
第2周学习内容:确定信号分析(一)
2.1 信号的正交展开与频谱分析
2.2 能量信号与功率信号
2.3 相关函数与功率谱密度函数
第3周学习内容:确定信号分析(二)、随机信号与噪声分析(一)
2.4 窄带系统与窄带信号分析
2.5 信号带宽
2.6 复数信号与时域希尔伯特变换
3.1 随机过程的基本概念
3.2 随机过程的统计描述
第二章单元测验
第二章单元作业
第4周学习内容:随机信号与噪声分析(二)
3.3 平稳随机过程
3.4 维纳-欣钦定理
3.5 两个随机过程之间的统计联系
3.6 正态随机过程
3.7 平稳随机过程通过线性系统
3.8 白噪声、散弹噪声与热噪声
第5周学习内容:随机信号与噪声分析(三)、信号设计导论(一)
3.9 白噪声通过窄带线性系统——窄带噪声
3.10 正弦波加窄带高斯噪声的统计特性
4.1 信号与信号设计
第三章单元作业
第三章单元测验
第6周学习内容:信号设计导论(二)
4.2 匹配滤波器
4.3 信号单元的相关函数
4.4 鸟声信号单元
4.5 巴克(Barker)序列
第7周学习内容:信号设计导论(三)、模拟调制系统(一)
4.6 m序列信号单元
5.1 引言
5.2.1 标准幅度调制(AM)
5.2.2 抑制载波双边带调制(DSB)
第四章单元作业
第四章单元测验
第8周学习内容:模拟调制系统(二)
5.2.3 单边带调制(SSB)
5.2.4 残留边带调制(VSB)
5.3 幅度调制系统的一般模型
5.4 幅度调制系统的抗噪声性能
5.5 角度调制系统
第9周学习内容:模拟调制系统(三)、信源编码(一)
5.6 调频信号的产生与解调
5.7 调频系统的抗噪声性能
5.8 加重措施对噪声特性的改善
5.9 频分复用(FDM)
6.1 信源编码基本概念及离散无记忆信源(DMS)编码
6.2 抽样定理
6.3 量化及抗噪性能分析
6.4 PCM编码
第五章单元作业
第五章单元测验
第10周学习内容:信源编码(二)
6.5 PCM编码示例及抗噪性能分析
6.6 差分编码调制
6.7 增量编码调制
6.8 PCM信号时分复用
第六章单元作业
第六章单元测验
第11周学习内容:数字基带传输系统(一)
7.1 数字基带信号
7.2 数字基带信号的功率谱
7.3.1 基带系统传输特性及码间串扰
7.3.2 无码间串扰系统特性
第12周学习内容:数字基带传输系统(二)
7.3.3 奈奎斯特第一准则
7.3.4 无码间串扰的滚降系统特性
7.4 部分响应系统
7.5 基带系统的最佳化
7.6 基带系统的抗噪声性能
7.7 均衡器原理
7.8 眼图
第七章单元测验
第七章单元作业
第13周学习内容:数字载波传输系统(一)
8.1 引言
8.2 二进制数字调制信号及其功率谱
8.3 二进制数字调制系统的性能分析
8.4 各种数字调制系统的性能比较
8.5 数字信号的最佳接收
第14周学习内容:数字载波传输系统(二)、改进型数字调制系统、差错控制编码(一)
8.6 多进制数字调制系统
9.1 引言
9.2 正交幅度调制(QAM)
9.3 连续相位频移键控(CPFSK)和高斯最小频移键控(GMSK)
9.4 正交频分复用(OFDM)
10.1 差错控制编码的基本原理
第九章单元作业
第八章单元测验
第九章单元测验
第八章单元作业
第15周学习内容:差错控制编码(二)
10.2 常用的简单编码
10.3 线性分组码
10.4 循环码
第十章单元测验
第十章单元作业
概率论、信号与系统、通信电子线路、随机信号分析
使用教材:
罗新民,薛少丽,田琛,张莹.现代通信原理(第三版).北京:高等教育出版社,2017.
参考教材:
[1] 樊昌信等编.通信原理(第六版).北京:国防工业出版社,2007.
[2] 罗新民,薛少丽,田琛.现代通信原理学习指导书.北京:高等教育出版社,2009.
[3] (美) L.W.Couch II 著,罗新民等译.数字与模拟通信系统(第八版).北京:电子工业出版社,2013.