spContent=现代社会,通信技术已经和我们的生活密不可分,通信系统如何组成,需要传递的信号有哪些?这些信号又是如何产生、如何传递、如何接收的?什么是通信系统?如何设计并实现一个可靠的通信系统,如何对通信系统进行有效的分析?
了解通信,走进通信,欢迎加入通信原理课堂。
现代社会,通信技术已经和我们的生活密不可分,通信系统如何组成,需要传递的信号有哪些?这些信号又是如何产生、如何传递、如何接收的?什么是通信系统?如何设计并实现一个可靠的通信系统,如何对通信系统进行有效的分析?
了解通信,走进通信,欢迎加入通信原理课堂。
—— 课程团队
课程概述
本课程是信息科学与工程学院专业基础课,2006年,“通信原理”课程获得东南大学精品课程和江苏省二类精品课程;2008年获“通信原理”江苏省精品课程。
本课程视频与教材相结合,共分6章,主要讲授数字与模拟通信系统的基本理论、主要技术与分析方法。内容包括背景与预览、随机过程、连续波调制、脉冲调制、基带脉冲传输、信号空间分析及带通数据传输等。
视频总计64段,每章第一段视频为引言,引入本章的问题,以及解决问题的方法与结果,引导后续内容的详细展开。课程的讲解注重启发,力求简单易懂,初学者能够融会贯通。
课程教材为英文原版教材,学习方法建议:
先看视频,再读课件、教材,帮助理解;
再读教材课件,看视频,深化思考;
授课目标
本课程面向高等院校相关专业的师生及社会学习者,目标是使学生通过本课程的学习,掌握通信系统基本组成、理论原理、实现方法和系统性能,能够在后续课程的学习和工作中灵活应用,同时了解现代通信术在设计和应用手段方面不断更新的发展过程。
通过学习使学生达到以下能力的培养。
分析能力的培养:掌握通信系统基础知识,并应用相应知识学会分析通信系统,能够研究分析模拟与数字通信系统的复杂问题,获得有效结论。
计算能力的培养:掌握解调增益、传输带宽、信噪比、误码率的计算方法,并用于设计各种通信系统。
自学能力的培养:课程安排一定的自学内容,并通过作业和课堂讨论检查自学情况。
创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯。
成绩 要求
总成绩=平时成绩+期末考试成绩
其中,平时成绩占 30%(其中作业 20%、课堂练习 10%),期末考试成绩占 70%。
按百分制计分,60分~84分为合格,85分~100分为优秀。
课程大纲
Back ground and preview
课时目标:了解通信系统基本概念,掌握通信过程、通信信道、调制过程、模拟与数字通信系统基本定义,了解香农信息容量定理及主要通信资源(包括发射功率和信道带宽)等。
0-1-The Communication Process
0-2-Sources of Information
0-3-Channel
0-4-Analog and Digital Type of Communication
0-5-Shannon's Information Capacity Theorem
Random process
课时目标:理解随机过程的一般描述;掌握随机过程的数字特征。掌握维纳-欣钦定理,即平稳随机过程的相关函数与功率谱密度是傅立叶变换对。掌握高斯过程的数字特征以及一维密度函数。掌握窄带随机过程的包络和相位分别为瑞利分布和均匀分布;掌握正弦波加窄带随机过程的包络满足莱斯分布。掌握平稳随机过程通过线性系统还是平稳随机过程。
1-1 Mathematical Definition of a Random Process
1-2 Strictly Stationary Process
1-3-1 Mean, Correlation, and Covariance Function
1-3-2 Properties of the Autocorrelation Function
1-3-3 Multiple Random Processes
1-4 Ergodic Process
1-5 Transmission of a Random Process Through a Linear Time-Invariant Filter
1-6-1 Definition of Power Spectral Density
1-6-2 Power Spectral Density of output random process
1-7 Gaussian Process
1-8 Noise
1-9-1 Narrowband Noise
1-9-2 Representation of Narrowband Noise in terms of Envelope and Phase Components
Continuous-wave modulation
课时目标:掌握连续波调制是模拟通信系统的基本组成部分;掌握幅度调制和角度调制信号在时域和频域下的描述;理解和掌握幅度调制和角度调制的基本原理、调制和解调框图和表达式;掌握两种模拟调制系统的抗噪声性能并进行比较。
2-1 Introduction
2-2 Amplitude Modulation
2-3-1 Linear Modulation-DSB
2-3-2 Linear Modulation-SSB
2-3-3 Linear Modulation-VSB
2-4 Frequency-Division Multiplexing
2-5 Angle Modulation
2-6-1 Narrowband FM
2-6-2 Wideband FM
2-6-3 Bandwidth of WBFM
2-6-4 Generation of FM signals
2-7 Noise in CW Modulation System
2-8 Noise in AM Receiver using Envelop Detection
2-9 Noise in FM Receiver
2-10 FM Threshold Effect
Pulse Modulation
课时目标:掌握模拟信号通过数字通信系统进行传输所需的抽样、量化和编码基本原理、实现框图和性能;掌握增量调制、差分脉冲编码调制和线性预测编码;理解时分复用和数字信号复接器;
3-1 Introduction
3-2 Sampling
3-3 Pulse-Amplitude Modulation
3-4 Quantization
3-5 Encoding
3-6 Pulse-Code Modulation
3-7 Delta Modulation
Baseband Pulse Transmission
课时目标:掌握匹配滤波器的原理和性能,其是在加性高斯白噪声下检测已知信号的最佳系统;掌握计算由信道噪声所引起的比特差错率的方法;理解符号间干扰的产生原理和表达方式以及用于判断有无基带传输失真的奈奎斯特标准;掌握用于消除符号间干扰影响的相关编码或部分响应信号;掌握眼图和系统性能之间的关系,掌握时域均衡概念与均衡设计准则。
4-1 introduction
4-2 Matched Filter.
4-3 Error Rate Due to Noise
4-4 Intersymbol Interference
4-5 Nyquist’s Criterion for Distortionless Baseband Transmission
4-6 Raised Cosine Spectrum
4-7-1 Correlative-Level Coding
4-7-2 modified duobinary signaling
4-8 Baseband M-ary PAM Transmission
4-9 Optimum Linear Receiver
Signal-space Analysis
课时目标:理解在加性高斯白噪声(AWGN)信道中进行信号传输的基本问题;掌握有限能量信号的几何表示方法;掌握在AWGN信道中进行信号检测的最大似然过程;掌握与匹配滤波接收机相等价的相关接收机;理解符号差错概率及用于其近似计算的联合边界。
5-1 Introduction
5-2 Geometric Representation of Signals
5-3 Vector Channel
5-4 Maximum Likelihood Decoding
5-5 Correlation Receiver
5-6 Probability of Error
Passband Modulation
课时目标:掌握2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK数字调制的基本原理、调制和解调框图及系统的抗噪声性能并进行比较;理解多种改进型数字调制方式;掌握在高斯白噪声条件下对上述调制信号的相干检测和非相干检测。
6-1 Introduction
6-2 Coherent PSK
6-3 QAM
6-4 FSK
6-5 MSK
6-6 Differential DPSK
6-7 Comparison of Digital Modulation Schemes
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预备知识
信号与系统、随机信号分析与处理(或概率论与随机过程)
参考资料
教材
Simon Haykin著. 《Communication Systems(Fourth Edition)》.电子工业出版社,2018年8月

参考资料:
曹志刚、宋铁成等编著,《通信原理与应用:基础理论部分》,北京:高等教育出版社,2015.08.
樊昌信,曹丽娜编著,《通信原理》(第7版),北京:国防工业出版社,2012.11.
马东堂,赵海涛,张晓瀛等编著,《通信原理》,北京:高等教育出版社,2018.03.
John G. Proakis(美)等著;李锵等译,《通信系统原理》,北京:电子工业出版社200