《通信原理实验》课程教学大纲 Experiments of the Communication Principle（电子信息工程专业）

《通信原理实验》课程教学大纲 Experiments of the Communication Principle 课程编号：03132102 适用专业：电子信息工程、电子科学与技术等专业 先修课程：通信原理 学分数：12学分 总学时数：192学时 实验学时：118学时 执笔者：卢光跃 编写日期：2005年9月 一、课程的性质、任务： 本课程是电子非通信类专业的一门重要的专业基础实验课程，是《通信原 理》这一核心专业基础课程所必需的实践环节。通过本课程的学习，旨在进一 步加深同学们对通信系统的有关原理以及相关问题的理解和掌握，提高实践操 作能力，并为后续专业课程的学习打下坚实的基础。 二、理论教学内容和要求： 课程分为基础实验模块和系统仿真实验模块两个层面，从基础理论的验证， 到最终系统级的实现，涵盖了通信系统中的各个基本环节。课程体系结构如下： 通信原理实验 Systemview通信系统仿真实验 Matlab与通信仿真实验 Verilog HDL 数字系统设计 高速数字信号 通信原理硬件 嵌入式系统设 数字系统设计 与FPGA应用 处理芯片及应 实验 计实验 与综合实验 实验 用实验 1、基础实验模块 该层面涉及《通信原理硬件实验》、《Verilog HDL数字系统设计与综合实 验》、《数字系统设计与FPGA应用实验》、《嵌入式系统设计实验》和《高速数 字信号处理芯片及应用实验》五个子项。理论教学内容和要求如下： (1)通信原理硬件实验 1)掌握通信的定义、组成和分类方式，重点是通信系统的模型； 2)掌握AMI码的编译码规则及其特点； 3)掌握HDB3码的编译码规则及其特点；

《通信原理实验》课程教学大纲 Experiments of the Communication Principle 课程编号：03132102 适用专业：电子信息工程、电子科学与技术等专业 先修课程：通信原理 学分数： 12 学分 总学时数：192 学时 实验学时：118 学时 执笔者： 卢光跃 编写日期：2005 年 9 月 一、课程的性质、任务： 本课程是电子非通信类专业的一门重要的专业基础实验课程，是《通信原 理》这一核心专业基础课程所必需的实践环节。通过本课程的学习，旨在进一 步加深同学们对通信系统的有关原理以及相关问题的理解和掌握，提高实践操 作能力，并为后续专业课程的学习打下坚实的基础。 二、理论教学内容和要求： 课程分为基础实验模块和系统仿真实验模块两个层面，从基础理论的验证， 到最终系统级的实现，涵盖了通信系统中的各个基本环节。课程体系结构如下： 通信原理实验 Systemview 通信系统仿真实验 Matlab 与通信仿真实验 通信原理硬件 实验 Verilog HDL 数字系统设计 与综合实验 数字系统设计 与 FPGA 应用 实验 嵌入式系统设 计实验 高速数字信号 处理芯片及应 用实验 1、基础实验模块 该层面涉及《通信原理硬件实验》、《Verilog HDL 数字系统设计与综合实 验》、《数字系统设计与 FPGA 应用实验》、《嵌入式系统设计实验》和《高速数 字信号处理芯片及应用实验》五个子项。理论教学内容和要求如下： （1）通信原理硬件实验 1）掌握通信的定义、组成和分类方式，重点是通信系统的模型； 2）掌握 AMI 码的编译码规则及其特点； 3）掌握 HDB3 码的编译码规则及其特点；

4)掌握2PSK调制与解调原理，眼图的概念、模型及其观测方法； 5)掌握2DPSK调制与解调原理，以及它如何克服“相位模糊”； 6)掌握抽样定理及几种抽样信号的获得和特性； 7)掌握PCM编译码原理。 8)理解纠错编译码的基本原理，掌握汉明编/译码的原理及其特点； (2)Verilog HDL数字系统设计与综合实验 1)掌握简单门级结构建模电路的设计方法和ModelSim6.0软件； 2)掌握简单组合逻辑建模的设计方法； 3)掌握简单行为建模的设计方法和行为建模语句； 4)掌握时序电路的行为建模设计方法： 5)掌握组合逻辑电路设计和时序逻辑电路设计方法，能够使用基于同步状 态机的建模； 6)掌握综合建模设计方法，熟练各种建模方法的综合运用； 7)理解综合建模设计方法。掌握各种建模方法的综合运用。 (3)数字系统设计与FPGA应用实验 1)学习使用QuartuslⅡ设计软件，掌握模块图和原理图的输入方法； 2)掌握波形编辑器使用，建立新工程完成宏模块的定制与仿真； 3)掌握乘法器模块设计方法； 4)掌握芯片管脚分，设置设计约束，综合实现乘法器模块 5)理解FPGA综合建模设计方法，掌握FPGA各种建模方法的综合运用； 6)完成数字跑表的综合设计。 (4)嵌入式系统设计实验 1)了解ADS1.2集成开发环境的使用方法： 2)了解ARMulator软件仿真，掌握ARM7TDMI汇编指令的用法； 3)掌握ARM数据处理指令的使用方法： 4)理解使用ARM汇编指令实现结构化编程； 5)掌握使用MRS/MSR指令实现ARM微控制器工作模式的切换； 6)掌握在C语言程序中调用汇编程序，了解ATPCS基本规则： 7)掌握UART各个控制寄存器的设置，熟悉UART中断程序的设置

4）掌握 2PSK 调制与解调原理，眼图的概念、模型及其观测方法； 5）掌握 2DPSK 调制与解调原理，以及它如何克服“相位模糊”； 6）掌握抽样定理及几种抽样信号的获得和特性； 7）掌握 PCM 编译码原理。 8）理解纠错编译码的基本原理，掌握汉明编/译码的原理及其特点； （2）Verilog HDL 数字系统设计与综合实验 1）掌握简单门级结构建模电路的设计方法和 ModelSim6.0 软件； 2）掌握简单组合逻辑建模的设计方法； 3）掌握简单行为建模的设计方法和行为建模语句； 4）掌握时序电路的行为建模设计方法； 5）掌握组合逻辑电路设计和时序逻辑电路设计方法，能够使用基于同步状 态机的建模； 6）掌握综合建模设计方法，熟练各种建模方法的综合运用； 7）理解综合建模设计方法。掌握各种建模方法的综合运用。 （3）数字系统设计与 FPGA 应用实验 1）学习使用 QuartusII 设计软件，掌握模块图和原理图的输入方法； 2）掌握波形编辑器使用，建立新工程完成宏模块的定制与仿真； 3）掌握乘法器模块设计方法； 4）掌握芯片管脚分，设置设计约束，综合实现乘法器模块； 5）理解 FPGA 综合建模设计方法，掌握 FPGA 各种建模方法的综合运用； 6）完成数字跑表的综合设计。 （4）嵌入式系统设计实验 1）了解 ADS1.2 集成开发环境的使用方法； 2）了解 ARMulator 软件仿真，掌握 ARM7TDMI 汇编指令的用法； 3）掌握 ARM 数据处理指令的使用方法； 4）理解使用 ARM 汇编指令实现结构化编程； 5）掌握使用 MRS/MSR 指令实现 ARM 微控制器工作模式的切换； 6）掌握在 C 语言程序中调用汇编程序，了解 ATPCS 基本规则； 7）掌握 UART 各个控制寄存器的设置，熟悉 UART 中断程序的设置

(5)高速数字信号处理芯片及应用实验 1)掌握DSP处理器的硬件结构； 2)掌握DSP的指令系统及程序设计； 3)了解DSP系统组成与接口设计： 4)掌握宏汇编、连接与模拟调试； 5)TMS320C54x软硬件应用。 2、系统仿真实验模块 该层面涉及《Systemview通信系统仿真实验》和《Matlab与通信仿真实验》 两个子项。理论教学内容和要求如下： (1)Systemview通信系统仿真实验 1)理解时分多路复用的概念，掌握PCM3032路系统的帧结构； 2)熟悉SystemView仿真软件环境，掌握基本设计方法； 3)掌握信道的特性； 4)掌握模拟信号线性调制和解调的原理及性能分析： 5)掌握多进制数字调制解调原理及性能分析。 (2)Matlab与通信仿真实验 1)了解Maltab软件安装运行环境，掌握创建、保存、打开m文件； 2)掌握二维平面图形的绘制方法，理解周期信号的傅里叶级数展开； 3)掌握基带信号波形生成和其功率谱密度的计算，理解采用蒙特卡罗算法 仿真的思想； 4)掌握线性模拟调制信号的波形及产生方法，理解线性模拟调制信号的频 谱特点和线性模拟调制信号的解调方法； 5)掌握低通信号抽样定理，理解13折线A率逐次比较型PCM编译码原 理和仿真思想； 6)掌握数字频带传输系统调制解调的仿真过程，理解数字频带传输系统误 码率仿真分析方法： 7)实现综合的数字通信系统的仿真。 三、实验教学的内容和要求： 本实验课程分为两个层面，七个子项。每个棋块中包含硬件实验环节和软

（5）高速数字信号处理芯片及应用实验 1）掌握 DSP 处理器的硬件结构； 2）掌握 DSP 的指令系统及程序设计； 3）了解 DSP 系统组成与接口设计； 4）掌握宏汇编、连接与模拟调试； 5）TMS320 C54x 软硬件应用。 2、系统仿真实验模块 该层面涉及《Systemview 通信系统仿真实验》和《Matlab 与通信仿真实验》 两个子项。理论教学内容和要求如下： （1）Systemview 通信系统仿真实验 1）理解时分多路复用的概念，掌握 PCM30/32 路系统的帧结构； 2）熟悉 SystemView 仿真软件环境，掌握基本设计方法； 3）掌握信道的特性； 4）掌握模拟信号线性调制和解调的原理及性能分析； 5）掌握多进制数字调制解调原理及性能分析。 （2）Matlab 与通信仿真实验 1）了解 Maltab 软件安装运行环境，掌握创建、保存、打开 m 文件； 2）掌握二维平面图形的绘制方法，理解周期信号的傅里叶级数展开； 3）掌握基带信号波形生成和其功率谱密度的计算，理解采用蒙特卡罗算法 仿真的思想； 4）掌握线性模拟调制信号的波形及产生方法，理解线性模拟调制信号的频 谱特点和线性模拟调制信号的解调方法； 5）掌握低通信号抽样定理，理解 13 折线 A 率逐次比较型 PCM 编/译码原 理和仿真思想； 6）掌握数字频带传输系统调制解调的仿真过程，理解数字频带传输系统误 码率仿真分析方法； 7）实现综合的数字通信系统的仿真。 三、实验教学的内容和要求： 本实验课程分为两个层面，七个子项。每个模块中包含硬件实验环节和软

件实验环节。《通信原理》作为先修课程，在学习理论课程的同时，开设相应的 实践操作训练；要求实验前有预习并由指导教师签字验收，实验后有实验结果 的记录与分析并由指导教师签字验收，具有指导教师签字的实验预习和实验结 果的记录与分析构成完整的实验报告，作为评定实验成绩的依据。 1、基础实验模块 (1)通信原理硬件实验 1)实验项目及学时分配： 其中：验证性实验87.5%，综合性实验12.5%共计16学时。 学 实验类型 序 实验项目名称 实验内容及要求 号 演 验 设 综 时 示 证 计 合 熟悉实验系统；理解 实验系统概述 通信系统的；组成以及系 统棋型 AMI编译码及时钟 AMI编译码规则验证 2 提取 及码型特点 2 HDB3编译码及时 HDB3编译码规则验 3 2 钟提取 证及码型特点 2PSK调制与解调原 4 2PSK传输系统实验 理、眼图及相位模糊 5 2DPSK传输系统验 2DPSK调制与解调原 2 理及相位模糊的克服 6 PAM系统实验 抽样定理及其应用 2 PCM编译码系统实 PCM编译码原理及性 7 验 能分析 2 PCM基群帧结构与 PCM基群帧结构与帧 8 帧同步 同步 2)实验所需设备及材料： 序 实验项目 每组 每组所需仪器设备 号 名称 人数 设备名称 数量 1 实验系统概述 1人 通信原理综合实验箱 1 2 AMI编译码 1人 通信原理综合实验箱 1

件实验环节。《通信原理》作为先修课程，在学习理论课程的同时，开设相应的 实践操作训练；要求实验前有预习并由指导教师签字验收，实验后有实验结果 的记录与分析并由指导教师签字验收，具有指导教师签字的实验预习和实验结 果的记录与分析构成完整的实验报告，作为评定实验成绩的依据。 1、基础实验模块 （1）通信原理硬件实验 1）实验项目及学时分配： 其中：验证性实验 87.5% ，综合性实验 12.5%共计 16 学时。 2）实验所需设备及材料： 序 号 实验项目 名称 每组 人数 每组所需仪器设备 设备名称 数量 1 实验系统概述 1 人 通信原理综合实验箱 1 2 AMI 编译码 1 人 通信原理综合实验箱 1 序 号 实验项目名称 实验内容及要求 学 时 实验类型 演 示 验 证 设 计 综 合 1 实验系统概述 熟悉实验系统；理解 通信系统的；组成以及系 统模型 2 √ 2 AMI 编译码及时钟 提取 AMI 编译码规则验证 及码型特点 2 √ 3 HDB3 编译码及时 钟提取 HDB3 编译码规则验 证及码型特点 2 √ 4 2PSK传输系统实验 2PSK 调制与 解调原 理、眼图及相位模糊 2 √ 5 2DPSK 传输系统验 2DPSK 调制与解调原 理及相位模糊的克服 2 √ 6 PAM 系统实验 抽样定理及其应用 2 √ 7 PCM 编译码系统实 验 PCM 编译码原理及性 能分析 2 √ 8 PCM 基群帧结构与 帧同步 PCM 基群帧结构与帧 同步 2 √

及时钟提取 双踪示波器 1 HDB3编译码 通信原理综合实验箱 3 1人 及时钟提取 双踪示波器 1 2PSK传输 通信原理综合实验箱 1人 1 4 系统实验 双踪示波器 1 2DPSK传输 通信原理综合实验箱 1 ) 1人 系统实验 双踪示波器 1 通信原理综合实验箱 1 6 PAM系统实验 1人 双踪示波器 1 函数信号源 1 PCM编译码 通信原理综合实验箱 1 7 1人 双踪示波器 系统实验 函数信号源 1 通信原理综合实验箱 1 PCM基群帧结构 8 1人 双踪示波器 1 与帧同步 函数信号源 (2)Verilog HDL数字系统设计与综合实验 1)学时分配 理论教学50%，实验教学50%，共计32学时。 学时分配 序号 主要内容 讲课 习题 实验 上机 合计 HDL语言概述 2 2 2 Verilog HDL语言基础 2 2 3 门级与结构建模 2 2 4 行为建模1 2 2 5 行为建模2 2 2 4 6 仿真与综合 2 2 4 综合建模与仿真 2 4 6 8 可综合设计 2 4 6 合计 16 16 32 2)实验项目 实验教学中演示性实验12.5%，验证性实验25%，设计性实验25%，综合

及时钟提取 双踪示波器 1 3 HDB3 编译码 及时钟提取 1 人 通信原理综合实验箱 1 双踪示波器 1 4 2PSK 传输 系统实验 1 人 通信原理综合实验箱 1 双踪示波器 1 5 2DPSK 传输 系统实验 1 人 通信原理综合实验箱 1 双踪示波器 1 6 PAM 系统实验 1 人 通信原理综合实验箱 1 双踪示波器 1 函数信号源 1 7 PCM 编译码 系统实验 1 人 通信原理综合实验箱 1 双踪示波器 1 函数信号源 1 8 PCM 基群帧结构 与帧同步 1 人 通信原理综合实验箱 1 双踪示波器 1 函数信号源 1 （2）Verilog HDL 数字系统设计与综合实验 1）学时分配 理论教学 50%，实验教学 50%，共计 32 学时。 序号 主要内容 学时分配 讲课 习题 实验 上机 合计 1 HDL 语言概述 2 2 2 Verilog HDL 语言基础 2 2 3 门级与结构建模 2 2 4 4 行为建模１ 2 2 4 5 行为建模２ 2 2 4 6 仿真与综合 2 2 4 7 综合建模与仿真 2 4 6 8 可综合设计 2 4 6 合计 16 16 32 2）实验项目 实验教学中演示性实验 12.5%，验证性实验 25% ，设计性实验 25%，综合