《通信原理C》课程教学大纲 课程基本情况 课程编号032课程类别■必修口限选日任选学时学分895 课程名称(中文)通信原理C (英文) Principles of Communication 教学方式课堂讲授为主口实验为主自学为主口专题讨论为主 课程学时课内总学时 课内学时分配 课外学时分配 及其分配 课堂讲课|88 后复习132 自学交流 课外自学 88 课堂讨论 讨论准备 试验辅导 实验预习 课内试验 课外实验0 考核方式■闭卷口开卷口口试口实际操作口大型作业 成绩评定期末考试(70%)+平时成绩(30%) 适用院系通信与信息工程学院 适用专业通信与信息类实验班 先修课程|高等数学,线性代数,概率论与随机过程,信号与系统 预备知识 二、课程性质与任务 《通信原理》是通信、电子信息类专业的主干专业基础课程。其目的是:通 过本课程的学习,使学生熟悉通信系统的基本分析方法,建立通信系统的概念, 了解决定通信系统性能的基本因素。主要任务是:学习现代通信系统的基本组成; 现代通信系统基本性能指标的分析方法;从通信系统的有效性和可靠性出发,对 各种通信系统的性能指标进行评价与比较;培养分析和解决对特定通信领域基本 问题的能力;培养跟踪、把握现代不断更新的通信技术的兴趣和自我学习的能力 为后续专业课程的学习,以及今后从事通信理论研究和通信系统设计打下基础 三、课程主要教学内容及学时分配 序号教学内容
《通信原理 C》课程教学大纲 一、课程基本情况 二、课程性质与任务 《通信原理》是通信、电子信息类专业的主干专业基础课程。其目的是：通 过本课程的学习，使学生熟悉通信系统的基本分析方法，建立通信系统的概念， 了解决定通信系统性能的基本因素。主要任务是：学习现代通信系统的基本组成； 现代通信系统基本性能指标的分析方法；从通信系统的有效性和可靠性出发，对 各种通信系统的性能指标进行评价与比较；培养分析和解决对特定通信领域基本 问题的能力；培养跟踪、把握现代不断更新的通信技术的兴趣和自我学习的能力； 为后续专业课程的学习，以及今后从事通信理论研究和通信系统设计打下基础。 三、课程主要教学内容及学时分配 序号 教学内容 学时 课程编号 010382 课程类别 ■必修 □限选 □任选 学时/学分 88/5.5 课程名称 （中文）通信原理 C （英文） Principles of Communication 教学方式 ■课堂讲授为主 □实验为主 □自学为主 □专题讨论为主 课程学时 及其分配 课内总学时 课内学时分配 课外学时分配 88 课堂讲课 88 课后复习 132 自学交流 课外自学 44 课堂讨论 讨论准备 试验辅导 实验预习 课内试验 课外实验 0 考核方式 ■闭卷 □开卷 □口试 □实际操作 □大型作业 成绩评定 期末考试（70%）＋平时成绩（30%） 适用院系 适用专业 通信与信息工程学院 通信与信息类实验班 先修课程 预备知识 高等数学，线性代数，概率论与随机过程，信号与系统
f论 6 确知信号与随机信号 2345678 模拟传输 数字基带传输 14 基本的数字频带传输 14 模拟信号数字化与PCM 分析与多元数字传输 纠错编码 合计学时 四、课程教学基本内容和基本要求 (一)绪论 1.通信的基本概念:掌握通信系统的基本模型。 2.信源和信息:掌握信息与信号的概念;掌握信息量的计算 3.信道与频带:熟悉信道的分类,熟悉各频带的传输特点 数字和模拟通信系统:掌握模拟和数字通信系统的基本组成,及各部分 的功能 5.通信系统的主要性能指标:熟悉通信系统的主要性能指标:有效性、可 靠性、频带利用率。 6.信道的容量:掌握香农公式,理解它的物理意义 (二)确知信号与随机信号 1.确知信号:掌握确知信号的概念;掌握确知信号的能量谱密度与功率谱 密度的概念与计算方法。 2.随机信号:掌握随机信号的概念:掌握随机信号的概率分布与密度函数 的概念和相互关系;掌握随机信号基本数字特征:均值、方差、自相关函数的计 算;掌握互相关函数、互协方差函数、互相关系数的定义和计算;掌握两个随机 信号正交、无关、独立的概念;掌握随机信号功率谱密度的概念,及与相关函数 的关系 3.高斯分布与高斯信号:掌握高斯信号的特征,熟悉概率密度函数、均值、 方差;熟悉误差函数、Q函数 4.信号通过LTI系统:掌握平稳随机信号经过LTI系统后的均值与功率谱 特性。 5.白噪声:掌握白噪声和带通型白噪声的概念,熟悉它们的性质。 三)模拟传输
1 绪论 6 2 确知信号与随机信号 6 3 模拟传输 16 4 数字基带传输 14 5 基本的数字频带传输 14 6 模拟信号数字化与 PCM 8 7 信号空间分析与多元数字传输 12 8 纠错编码 12 合计学时 88 四、课程教学基本内容和基本要求 （一）绪论 1. 通信的基本概念：掌握通信系统的基本模型。 2. 信源和信息：掌握信息与信号的概念；掌握信息量的计算。 3. 信道与频带：熟悉信道的分类，熟悉各频带的传输特点。 4. 数字和模拟通信系统：掌握模拟和数字通信系统的基本组成，及各部分 的功能。 5. 通信系统的主要性能指标：熟悉通信系统的主要性能指标：有效性、可 靠性、频带利用率。 6. 信道的容量：掌握香农公式，理解它的物理意义。 （二）确知信号与随机信号 1. 确知信号：掌握确知信号的概念；掌握确知信号的能量谱密度与功率谱 密度的概念与计算方法。 2. 随机信号：掌握随机信号的概念；掌握随机信号的概率分布与密度函数 的概念和相互关系；掌握随机信号基本数字特征：均值、方差、自相关函数的计 算；掌握互相关函数、互协方差函数、互相关系数的定义和计算；掌握两个随机 信号正交、无关、独立的概念；掌握随机信号功率谱密度的概念，及与相关函数 的关系。 3. 高斯分布与高斯信号：掌握高斯信号的特征，熟悉概率密度函数、均值、 方差；熟悉误差函数、Q 函数。 4. 信号通过 LTI 系统：掌握平稳随机信号经过 LTI 系统后的均值与功率谱 特性。 5. 白噪声：掌握白噪声和带通型白噪声的概念，熟悉它们的性质。 （三）模拟传输
1.幅度调制:掌握调制的概念、功能和分类;掌握AM、DSB、SSB调制的 概念、性质,调制与解调方法;掌握ⅤSB调制的概念。 2.模拟角度调制:掌握角度调制的概念;掌握FM和PM信号的表达式 掌握FM和PM信号的频谱特征;熟悉角调信号的产生方法。 3.带通信号:掌握希尔伯特变换,实信号的解析信号;掌握带通信号及其 分量信号的概念;掌握带通系统及其等效低通系统的概念。 4.带通随机信号与噪声:掌握带通型高斯噪声的特点和分布。 5.幅度调制的抗噪声性能:掌握幅度调制系统性能的分析方法,熟悉各幅 度调制的性能特点 6.角度调制的抗噪声性能:掌握角度调制系统性能的计算方法,熟悉角度 调制的性能特点。 7.频分复用:熟悉频分复用的原理和实现方法。 8载波同步:掌握载波同步的概念,了解常用的载波同步方法 (四)数字基带传输 1.数字基带信号:掌握数字信号基带传输的概念;熟悉常见的基带信号。 2.数字基带信号的功率谱与带宽:掌握基带信号功率谱的计算方法和信号 带宽的计算的方法。 3.二元信号的接收方法:掌握匹配滤波器的概念、设计,熟悉匹配滤波器 输出信号特性;掌握二元基带信号的LPF和MF接收方法;掌握二元基带系统 的误码性能的分析方法。 4!.码间串扰:掌握码间串扰的概念,掌握无码间串扰的条件和分析;熟悉 带限信道上无码间串扰系统的设计;熟悉带限AWGN信道上最佳基带传输系统 的设计方法 5.眼图:了解眼图的概念。 6.信道均衡:了解均衡的概念和作用。 7.符号同步:掌握符号同步的概念,了解常用的符号同步方法 8.线路码型:熟悉常见线路码型的编译码方法。 (五)基本的数字频带传输 1.2ASK、2FSK、2PSK与2DPSK:掌握2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的 调制解调方法、信号的时域和频域性质和误码性能。 2.QPSK与 DQPSK:掌握QPSK的基本原理、调制解调方法、时域和特性 及误码性能;了解 DQPSK、 OQPSK、 DQPSK的基本原理和调制解调方法 4.包络、等效基带系统与无ISI传输:掌握几种基本调制复包络和相关分量, 掌握相应的等效基带传输系统;了解无码间串扰的数字频带传输系统的组成。 (六)模拟信号数字化与PCM
1. 幅度调制：掌握调制的概念、功能和分类；掌握 AM、DSB、SSB 调制的 概念、性质，调制与解调方法；掌握 VSB 调制的概念。 2. 模拟角度调制：掌握角度调制的概念；掌握 FM 和 PM 信号的表达式； 掌握 FM 和 PM 信号的频谱特征；熟悉角调信号的产生方法。 3. 带通信号：掌握希尔伯特变换，实信号的解析信号；掌握带通信号及其 分量信号的概念；掌握带通系统及其等效低通系统的概念。 4. 带通随机信号与噪声：掌握带通型高斯噪声的特点和分布。 5. 幅度调制的抗噪声性能：掌握幅度调制系统性能的分析方法，熟悉各幅 度调制的性能特点。 6. 角度调制的抗噪声性能：掌握角度调制系统性能的计算方法，熟悉角度 调制的性能特点。 7. 频分复用：熟悉频分复用的原理和实现方法。 8. 载波同步：掌握载波同步的概念，了解常用的载波同步方法。 （四）数字基带传输 1. 数字基带信号：掌握数字信号基带传输的概念；熟悉常见的基带信号。 2. 数字基带信号的功率谱与带宽：掌握基带信号功率谱的计算方法和信号 带宽的计算的方法。 3. 二元信号的接收方法：掌握匹配滤波器的概念、设计，熟悉匹配滤波器 输出信号特性；掌握二元基带信号的 LPF 和 MF 接收方法；掌握二元基带系统 的误码性能的分析方法。 4. 码间串扰：掌握码间串扰的概念，掌握无码间串扰的条件和分析；熟悉 带限信道上无码间串扰系统的设计；熟悉带限 AWGN 信道上最佳基带传输系统 的设计方法。 5. 眼图：了解眼图的概念。 6. 信道均衡：了解均衡的概念和作用。 7. 符号同步：掌握符号同步的概念，了解常用的符号同步方法。 8. 线路码型：熟悉常见线路码型的编译码方法。 （五）基本的数字频带传输 1. 2ASK、2FSK、2PSK 与 2DPSK：掌握 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 的 调制解调方法、信号的时域和频域性质和误码性能。 2. QPSK 与 DQPSK：掌握 QPSK 的基本原理、调制解调方法、时域和特性 及误码性能；了解 DQPSK、OQPSK、 π 4 DQPSK 的基本原理和调制解调方法。 4. 包络、等效基带系统与无 ISI 传输：掌握几种基本调制复包络和相关分量， 掌握相应的等效基带传输系统；了解无码间串扰的数字频带传输系统的组成。 （六）模拟信号数字化与 PCM
1.模拟信号的抽样:熟悉模拟信号数字化的过程;掌握低通抽样定理,了 解自然抽样和平顶抽样与理想抽样的差异;了解带通抽样定理, 2.均匀量化与对数量化:掌握量化的概念;熟悉均匀量化的性能;掌握非 均匀量化的概念,熟悉对数量化;掌握A律13折线编译码方法。 3.脉冲编码调制:掌握PCM系统基本原理 4!.差分脉冲编码调制与増量调制:了解差分脉冲编码调制的概念;熟悉増 量调制的基本原理和性能特点。 5.时分复用:掌握时分复用的概念,熟悉E1系统的帧结构。 (七)信号空间分析与多元数字传输 1.信号空间分析:掌握信号空间的基本概念,信号的合成、分析的概念和 方法;掌握信号Gram- Shimidt正交化方法;掌握噪声和信号的矢量分析方法。 2.信号星座图:熟悉数字传输系统的一般模型;掌握星座图的概念,熟悉 常见传输系统的信号集 3.最佳接收系统:掌握最佳接收的概念,掌握ML准则与MAP准则:;掌握 最佳接收机的结构;熟悉最佳接收机差错概率的特点 4MASK、MFSK、MPSK、MQAM:熟悉MASK、MFSK、MPSK、MQAM 的信号星座图、发送机和最佳接收机结构,及差错性能。 (八)纠错编码 1.纠错编码的基本概念:掌握差错控制编码的基本概念;掌握分组码的概 念;掌握离散信道的信道容量的定义和物理意义;熟悉香农信道编码定理和香农 限的概念及其物理意义;理解编码增益的概念和意义。 2.纠错编码与译码的基本原理:熟悉纠错编码的基本结构,掌握汉明重量、 汉明距离、最小码距的概念;掌握检错与纠错的基本方法;熟悉纠错码纠错、检 错能力的计算方法;熟悉差错控制系统的三种类型。 3.线性分组码:掌握生成矩阵与校验矩阵的概念,掌握分组码编码的基本 方法;熟悉系统码的概念;熟悉汉明码的定义;掌握标准阵列的构造方法,熟悉 用标准阵列进行译码的方法;掌握伴随式译码的原理和方法。 4.线性循环码:掌握多项式的概念和基本运算规则;掌握循环码的概念; 掌握循环码的生成多项式和校验多项式的定义和性质;熟悉循环码生成矩阵与校 验矩阵的特点;熟悉多项式乘法、除法电路的结构;掌握循环码的编码方法;掌 握伴随多项式的概念和计算电路的结构;了解循环码译码的基本方法;了解CRC 编码、BCH编码、RS编码。 5.二元线性卷积码:掌握卷积码的概念;掌握卷积码的矩阵描述、多项式 描述、状态转移图描述和栅格图描述方法;掌握维特比译码算法
1. 模拟信号的抽样：熟悉模拟信号数字化的过程；掌握低通抽样定理，了 解自然抽样和平顶抽样与理想抽样的差异；了解带通抽样定理。 2. 均匀量化与对数量化：掌握量化的概念；熟悉均匀量化的性能；掌握非 均匀量化的概念，熟悉对数量化；掌握 A 律 13 折线编译码方法。 3. 脉冲编码调制：掌握 PCM 系统基本原理。 4. 差分脉冲编码调制与增量调制：了解差分脉冲编码调制的概念；熟悉增 量调制的基本原理和性能特点。 5. 时分复用：掌握时分复用的概念，熟悉 E1 系统的帧结构。 （七）信号空间分析与多元数字传输 1. 信号空间分析：掌握信号空间的基本概念，信号的合成、分析的概念和 方法；掌握信号 Gram-Shimidt 正交化方法；掌握噪声和信号的矢量分析方法。 2. 信号星座图：熟悉数字传输系统的一般模型；掌握星座图的概念，熟悉 常见传输系统的信号集。 3. 最佳接收系统：掌握最佳接收的概念，掌握 ML 准则与 MAP 准则；掌握 最佳接收机的结构；熟悉最佳接收机差错概率的特点。 4. MASK、MFSK、MPSK、MQAM：熟悉 MASK、MFSK、MPSK、MQAM 的信号星座图、发送机和最佳接收机结构，及差错性能。 （八）纠错编码 1. 纠错编码的基本概念：掌握差错控制编码的基本概念；掌握分组码的概 念；掌握离散信道的信道容量的定义和物理意义；熟悉香农信道编码定理和香农 限的概念及其物理意义；理解编码增益的概念和意义。 2. 纠错编码与译码的基本原理：熟悉纠错编码的基本结构，掌握汉明重量、 汉明距离、最小码距的概念；掌握检错与纠错的基本方法；熟悉纠错码纠错、检 错能力的计算方法；熟悉差错控制系统的三种类型。 3. 线性分组码：掌握生成矩阵与校验矩阵的概念，掌握分组码编码的基本 方法；熟悉系统码的概念；熟悉汉明码的定义；掌握标准阵列的构造方法，熟悉 用标准阵列进行译码的方法；掌握伴随式译码的原理和方法。 4. 线性循环码：掌握多项式的概念和基本运算规则；掌握循环码的概念； 掌握循环码的生成多项式和校验多项式的定义和性质；熟悉循环码生成矩阵与校 验矩阵的特点；熟悉多项式乘法、除法电路的结构；掌握循环码的编码方法；掌 握伴随多项式的概念和计算电路的结构；了解循环码译码的基本方法；了解 CRC 编码、BCH 编码、RS 编码。 5. 二元线性卷积码：掌握卷积码的概念；掌握卷积码的矩阵描述、多项式 描述、状态转移图描述和栅格图描述方法；掌握维特比译码算法
五课程内容的重点和深广度要求 本课程的重点在于介绍现代通信系统的基本组成,介绍通信的基本原理和传 输技术。在讲授模拟调制技术、数字基带传输技术、数字频带传输技术等传统的 《通信原理》课程的重点内容时,包括了最佳接收、等效基带信号与系统等当代 通信系统中常用的技术和分析方法。同时增加了信号空间分析这一当代通信系统 中分析中普遍采用的技术。相比较《通信原理A》课程,本课程在深度和广度上 都有更高的要求 六课后作业与课外辅导的要求 课后作业的安排以帮助学生理解和掌握所教授内容为目的,作业量根据教学 内容确定。作业的上交和批改原则上每章一次,作业批改量不少于二分之一;每 周辅导答疑1次,答疑时间不少于2学时 七.教材及主要参考书 教材 李晓峰等.通信原理.清华大学出版社,2008年11月 主要参考书 1.周炯槃等.通信原理(第3版).北京邮电大学出版社,2008年3月 2. Simon Haykin.通信系统(第四版).电子工业出版社,2003年3月 八学习方法与建议 在本课程的学习中,要注意数学理论和方法在通信系统分析中的应用,同时要注 重物理概念和本质的理解和掌握。在学习中不要采用记公式的方法学习,要通过 对物理概念和原理的理解,以及数学方法的应用进行学习。要完成一定数量的课 后习题,并在课前做好预习,课后做好讲授内容的消化和吸收
五.课程内容的重点和深广度要求 本课程的重点在于介绍现代通信系统的基本组成，介绍通信的基本原理和传 输技术。在讲授模拟调制技术、数字基带传输技术、数字频带传输技术等传统的 《通信原理》课程的重点内容时，包括了最佳接收、等效基带信号与系统等当代 通信系统中常用的技术和分析方法。同时增加了信号空间分析这一当代通信系统 中分析中普遍采用的技术。相比较《通信原理 A》课程，本课程在深度和广度上 都有更高的要求。 六.课后作业与课外辅导的要求 课后作业的安排以帮助学生理解和掌握所教授内容为目的，作业量根据教学 内容确定。作业的上交和批改原则上每章一次，作业批改量不少于二分之一；每 周辅导答疑 1 次，答疑时间不少于 2 学时。 七．教材及主要参考书 教材： 李晓峰等. 通信原理. 清华大学出版社, 2008 年 11 月. 主要参考书 1. 周炯槃等. 通信原理(第 3 版). 北京邮电大学出版社, 2008 年 3 月. 2. Simon Haykin. 通信系统(第四版). 电子工业出版社, 2003 年 3 月. 八.学习方法与建议 在本课程的学习中，要注意数学理论和方法在通信系统分析中的应用，同时要注 重物理概念和本质的理解和掌握。在学习中不要采用记公式的方法学习，要通过 对物理概念和原理的理解，以及数学方法的应用进行学习。要完成一定数量的课 后习题，并在课前做好预习，课后做好讲授内容的消化和吸收