《通信原理》课程教学大纲执笔人：郭宇春编写日期：2020年8月一、课程基本信息1.课程编号：M301118B2.课程平台：专业教育平台3.课程模块：专业基础课程模块4．课程性质：必修5.学时/学分：64/46．先修课程：微积分、概率论与数理统计、线性代数、信号与系统7：适用专业：通信工程、信息工程8.教学单位名称：通信工程教研室二、课程目标及学生应达到的能力《通信原理》是通信工程、信息工程专业本科生的专业核心必修课程。本课程通过课堂教学、专题研讨等环节，使学生掌握信号和噪声的谱分析方法和统计分析方法，掌握通信系统的建模方法、性能分析方法和优化原理，培养学生对通信系统工程问题的解决能力，锻炼其主动学习能力，为后续专业课学习提供理论基础。本课程注重以技术演进过程为载体，启发学生建立深入思考、发现问题、寻求突破的科学精神与创新素质，激励其科技强国的进取心，引导学生树立正确的人生观、价值观和世界观。课程目标及能力要求具体如下：课程目标1.掌握通信系统分析与设计的需要的数学基础，能运用随机过程等数学知识及信号与线性系统分析方法，进行信号和噪声的谱分析及统计分析，进行模拟和数字通信系统的数学建模、性能分析。课程目标2.掌握通信系统分析与设计的基本原理，包括模拟通信系统和数字通信系统的设计原理和性能分析方法，基本的统计通信知识和优化设计思想，运用这些原理和方法进行通信系统的性能分析和优化设计。课程目标3.通过研究性教学环节，锻炼学生的自主学习能力，培养学生主动扩展专业视野，独立思考和追踪技术发展趋势的意识。三、课程目标和毕业要求的对应关系课程目标对毕业毕业要求毕业要求指标点要求的支撑关系2.3将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于工程问题的计2.工程知识课程目标1算分析。3.3运用数学物理及专业基本原理，对工程问题进行建模分析，.3.问题分析课程目标2获得有效结论。13.1具备主动学习的能力，能够运用信息和文献工具，自主学13.终身学习课程目标3习知识
《通信原理》课程教学大纲 执笔人:郭宇春 编写日期：2020 年 8 月 一、课程基本信息 1．课程编号：M301118B 2．课程平台：专业教育平台 3．课程模块：专业基础课程模块 4．课程性质：必修 5．学时/学分：64/4 6．先修课程：微积分、概率论与数理统计、线性代数、信号与系统 7．适用专业：通信工程、信息工程 8．教学单位名称：通信工程教研室 二、课程目标及学生应达到的能力 《通信原理》是通信工程、信息工程专业本科生的专业核心必修课程。本课程通过课堂教学、 专题研讨等环节，使学生掌握信号和噪声的谱分析方法和统计分析方法，掌握通信系统的建模方法、 性能分析方法和优化原理，培养学生对通信系统工程问题的解决能力，锻炼其主动学习能力，为后 续专业课学习提供理论基础。 本课程注重以技术演进过程为载体，启发学生建立深入思考、发现问题、寻求突破的科学精神 与创新素质，激励其科技强国的进取心，引导学生树立正确的人生观、价值观和世界观。 课程目标及能力要求具体如下： 课程目标 1. 掌握通信系统分析与设计的需要的数学基础，能运用随机过程等数学知识及信号 与线性系统分析方法，进行信号和噪声的谱分析及统计分析，进行模拟和数字通信系统的数学建模、 性能分析。 课程目标 2. 掌握通信系统分析与设计的基本原理，包括模拟通信系统和数字通信系统的设计 原理和性能分析方法，基本的统计通信知识和优化设计思想，运用这些原理和方法进行通信系统的 性能分析和优化设计。 课程目标 3. 通过研究性教学环节，锻炼学生的自主学习能力，培养学生主动扩展专业视野， 独立思考和追踪技术发展趋势的意识。 三、课程目标和毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 课程目标对毕业 要求的支撑关系 2. 工程知识 2.3 将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于工程问题的计 算分析。 课程目标 1 3. 问题分析 3.3 运用数学物理及专业基本原理，对工程问题进行建模分析， 获得有效结论。 课程目标 2 13. 终身学习 13.1 具备主动学习的能力，能够运用信息和文献工具，自主学 习知识。 课程目标 3
四、课程教学内容和要求序知识单元教学推荐教学支撑课程知识点号要求学时方式目标(章节)掌握通信的概念通信系统模型、性能指标掌握讲授；了解通信频段讨论；1绪论24掌握指导信息的基本度量自学信道、信道干扰理解了解通信发展简史及发展方向理解确知信号谱分析（简要复习）理解概率与随机变量（简要复习）讲授；随机过程基本概念掌握信号与噪讨论；2101掌握指导声分析随机过程平稳性与遍历性掌握自学高斯过程与高斯白噪声随机过程传输特性分析掌握掌握调制的功能和分类掌握线性调制掌握相干解调及噪声性能分析讲授；非相干解调及噪声性能分析掌握模拟调制讨论；381,2系统掌握指导角度调制掌握自学谱分析及功率和带宽计算非相干解调及噪声性能分析掌握掌握频分复用掌握数字基带信号及其频谱特性掌握常用传输码型讲授；掌握数字信号奈氏准则与等效理想低通系统讨论；481, 2指导基带传输掌握奈氏第二准则与部分响应系统自学掌握基带传输系统的误码性能了解信道均衡，眼图掌握ASK调制解调方法讲授；掌握FSK调制解调方法数字信号讨论；541, 2频带传输PSK, DPSK掌握指导理解自学误码性能分析理解信号空间讲授；理解最佳接收问题与最佳接收准则最佳接收讨论；6ML准则与相关接收机掌握61.2,2.3原理指导匹配滤波器最佳接收机掌握自学理解最佳接收误码率分析掌握多元调制通用模型讲授；改进的数7字频带传掌握9MASK与MFSK讨论；1.2,2.3输指导理解多元调制系统性能
四、课程教学内容和要求 序 号 知识单元 （章节） 知识点 教学 要求 推荐 学时 教学 方式 支撑课程 目标 1 绪论 通信的概念 掌握 4 讲授； 讨论； 指导 自学 2 通信系统模型、性能指标 掌握 通信频段 了解 信息的基本度量 掌握 信道、信道干扰 理解 通信发展简史及发展方向 了解 2 信号与噪 声分析 确知信号谱分析（简要复习） 理解 10 讲授； 讨论； 指导 自学 1 概率与随机变量（简要复习） 理解 随机过程基本概念 掌握 随机过程平稳性与遍历性 掌握 高斯过程与高斯白噪声 掌握 随机过程传输特性分析 掌握 3 模拟调制 系统 调制的功能和分类 掌握 8 讲授； 讨论； 指导 自学 1，2 线性调制 掌握 相干解调及噪声性能分析 掌握 非相干解调及噪声性能分析 掌握 角度调制 掌握 谱分析及功率和带宽计算 掌握 非相干解调及噪声性能分析 掌握 频分复用 掌握 4 数字信号 基带传输 数字基带信号及其频谱特性 掌握 8 讲授； 讨论； 指导 自学 1，2 常用传输码型 掌握 奈氏准则与等效理想低通系统 掌握 奈氏第二准则与部分响应系统 掌握 基带传输系统的误码性能 掌握 信道均衡，眼图 了解 5 数字信号 频带传输 ASK 调制解调方法 掌握 4 讲授； 讨论； 指导 自学 1，2 FSK 调制解调方法 掌握 PSK,DPSK 掌握 误码性能分析 理解 6 最佳接收 原理 信号空间 理解 6 讲授； 讨论； 指导 自学 1.2，2.3 最佳接收问题与最佳接收准则 理解 ML 准则与相关接收机 掌握 匹配滤波器最佳接收机 掌握 最佳接收误码率分析 理解 7 改进的数 字频带传 输 多元调制通用模型 掌握 8 讲授； 讨论； 指导 MASK 与 MFSK 掌握 1.2，2.3 多元调制系统性能 理解
序教学推荐教学知识单元支撑课程知识点号学时方式目标（章节）要求掌握自学MPSK与MQAM掌握正交调相QPSKOQPSK与MSK掌握线性PCM，量化噪声分析掌握理解线性PCM系统误码噪声讲授；掌握模拟信号对数压扩PCM讨论；81.2,2.3编码传输理解指导时分复用和传码率自学掌握增量调制，过载噪声了解DPCM与ADPCM理解差错控制编码原理讲授；线性分组码掌握讨论：信道编码981.2,2.3循环码掌握指导自学卷积码掌握课堂掌握16报告；310专题研讨课堂讨论、自主学习、研究性学习讨论期中111阶段测验21, 2五、课程教学方法宜录活运用理论教学、专题研讨、自主学习等多种方式，通过课堂理论教学讲解基础原理和分析方法，指导学生运用开放课程资源和信息文献工具、软件仿真工具等开展课外自学，拓展知识并开展专题研讨。（一）课堂讲授在教学过程中，教师应以建立概念、形成整体思路为基础，指出每章的重点和难点部分。注重积极设问，引导学生分析讨论，调动学生的主动性和参与度，提高课堂互动数量与质量，集中学生注意力，培养学生发现问题和分析问题的能力。对教学媒体的运用须密切结合课程知识点的需要加以选择。（二）习题指导分析本课程理论性强，知识点多，需要足够的作业支撑。题型包括计算、画图、分析和设计等。通过习题巩固知识点的掌握，并适当布置自学作业，达到培养学生主动学习拓展知识的能力，锻炼其分析问题解决问题的能力。根据情况适当增设课堂习题指导及作业评述。习题指导分析可在每个模块单独安排，也可以相对集中地针对相关模块安排习题指导。习题指导分析安排参考方案如下：1，2单元，随机信号分析计算能力：3，4单元，通信系统分析思想；5，6单元，数字系统分析方法；7，8模块，最佳接收和信道编码分析方法。（三）课外学习为了培养锻炼学生自学能力，对部分课程内容提出自学要求，并指导自学。自学内容不仅包括
序 号 知识单元 （章节） 知识点 教学 要求 推荐 学时 教学 方式 支撑课程 目标 MPSK 与 MQAM 掌握 自学 正交调相 QPSK 掌握 OQPSK 与 MSK 掌握 8 模拟信号 编码传输 线性 PCM，量化噪声分析 掌握 6 讲授； 讨论； 指导 自学 1.2，2.3 线性 PCM 系统误码噪声 理解 对数压扩 PCM 掌握 时分复用和传码率 理解 增量调制，过载噪声 掌握 DPCM 与 ADPCM 了解 9 信道编码 差错控制编码原理 理解 8 讲授； 讨论； 指导 自学 1.2，2.3 线性分组码 掌握 循环码 掌握 卷积码 掌握 10 专题研讨 课堂讨论、自主学习、研究性学习 掌握 16 课堂 报告； 讨论 3 11 阶段测验 期中 2 1, 2 五、课程教学方法 宜灵活运用理论教学、专题研讨、自主学习等多种方式，通过课堂理论教学讲解基础原理和分 析方法，指导学生运用开放课程资源和信息文献工具、软件仿真工具等开展课外自学，拓展知识并 开展专题研讨。 （一）课堂讲授 在教学过程中，教师应以建立概念、形成整体思路为基础，指出每章的重点和难点部分。注重 积极设问，引导学生分析讨论，调动学生的主动性和参与度，提高课堂互动数量与质量，集中学生 注意力，培养学生发现问题和分析问题的能力。对教学媒体的运用须密切结合课程知识点的需要加 以选择。 （二）习题指导分析 本课程理论性强，知识点多，需要足够的作业支撑。题型包括计算、画图、分析和设计等。通 过习题巩固知识点的掌握，并适当布置自学作业，达到培养学生主动学习拓展知识的能力，锻炼其 分析问题解决问题的能力。根据情况适当增设课堂习题指导及作业评述。 习题指导分析可在每个模块单独安排，也可以相对集中地针对相关模块安排习题指导。习题指 导分析安排参考方案如下：1，2 单元，随机信号分析计算能力；3，4 单元，通信系统分析思想；5， 6 单元，数字系统分析方法；7，8 模块，最佳接收和信道编码分析方法。 （三）课外学习 为了培养锻炼学生自学能力，对部分课程内容提出自学要求，并指导自学。自学内容不仅包括
易理解的知识点，如通信常用频段：也包括需要查阅文献获得的知识，如通信技术发展新热点；还可以包括延展性的知识点，如课堂上讲解调频系统的模型及性能分析方法，课后让学生自已分析调相系统的相关特性。充分利用课程相关MOOC资源、配套单列实验课、虚拟仿真实验资源及讨论互动平台，鼓励学生自主学习和交流讨论。（四）专题研讨通过专题研讨活动，培养学生主动学习意识和举一反三和探索质疑的思维方式，锻炼学生自主学习能力。结合教学内容进展设置适当的专题，可以包括仿真分析、理论分析、新技术追踪等，布置学生以个人或分组方式完成理论或仿真分析、撰写分析报告、课堂报告分析结果并开展讨论。研讨过程组织：学生个人或分组完成仿真分析或理论研讨，提交书面分析报告，并进行课堂口头报告和讨论，对关键问题进行评讲。在课堂讨论中，引入学生互评、提问、质询和答辩讨论，检验学生对自主学习内容的掌握程度，锻炼学生就专业问题思辨和交流讨论的能力。引导同学交流研究心得，提出疑难问题，开展讨论，对分析研究的结果进行评价比较，从而使学生能够相互借鉴，从不同角度获得对同一问题的充分理解，提出对同一问题的多个解决方案，相互促进，共同提高。研讨专题设置：可以由教师灵活确立，一方面可以根据教学进展、学生程度进行调整，另一方面也鼓励教师将技术前沿以及科研进展引入教学，体现在研究课题中。以下给出若干参考方案。1理论研讨专题1：分析推导多元基带信号误码率设置目的：基于二元基带信号误码率分析知识点自学拓展性内容“多元基带信号误码率分析”，检验学生对误码性能分析方法的掌握程度和运用效果。要求：给出误码率计算公式的详细的推导过程，分析推导结果。2.理论研讨专题2：分析不同最佳接收方法的误码性能设置目的：从随机信号检测的角度，进一步巩固误码性能分析方法的掌握程度。要求：给出误码率计算公式的详细的推导过程，分析推导结果。3.仿真分析专题1：循环码生成多项式产生：设置目的：检验学生对差错控制编解码的理解，掌握和运用程度，锻炼其分析问题，软件编程的能力。要求：编程产生循环码生成多项式表。4.仿真分析专题2：PCM编译码仿真分析设置目的：检验学生对基带调制知识点的理解，掌握和运用程度，锻炼其分析问题，开展研究的能力。要求：仿真实现A律13折线编译码，LPCM编译码，比较量化信噪比，信号源自定。5.仿真分析专题3：多元数字信号误码率分析：设置目的：检验学生对数字基带传输和频带传输两个模块的理解，掌握和运用程度，锻炼其分析问题，开展研究的能力。要求：选择以下一种二元数字信号，仿真分析数字信号误码率，与理论计算结果比较：单极性基带信号、双极性基带信号、ASK、PSK、FSK。六、课程考核课程对应成绩目标的课构成考核环节考核/评价细则分值程目及比标例基本概念平时（1）主要考核学生对每章节知识点的复习、理解和115基本规律作业掌握程度：成绩100基本分析102（2）每次作业按25分制单独评分，取各次成绩的平
易理解的知识点，如通信常用频段；也包括需要查阅文献获得的知识，如通信技术发展新热点；还 可以包括延展性的知识点，如课堂上讲解调频系统的模型及性能分析方法，课后让学生自己分析调 相系统的相关特性。充分利用课程相关 MOOC 资源、配套单列实验课、虚拟仿真实验资源及讨论 互动平台，鼓励学生自主学习和交流讨论。 （四）专题研讨 通过专题研讨活动，培养学生主动学习意识和举一反三和探索质疑的思维方式，锻炼学生自主 学习能力。结合教学内容进展设置适当的专题，可以包括仿真分析、理论分析、新技术追踪等，布 置学生以个人或分组方式完成理论或仿真分析、撰写分析报告、课堂报告分析结果并开展讨论。 研讨过程组织：学生个人或分组完成仿真分析或理论研讨，提交书面分析报告，并进行课堂口 头报告和讨论，对关键问题进行评讲。在课堂讨论中，引入学生互评、提问、质询和答辩讨论，检 验学生对自主学习内容的掌握程度，锻炼学生就专业问题思辨和交流讨论的能力。引导同学交流研 究心得，提出疑难问题，开展讨论，对分析研究的结果进行评价比较，从而使学生能够相互借鉴， 从不同角度获得对同一问题的充分理解，提出对同一问题的多个解决方案，相互促进，共同提高。 研讨专题设置：可以由教师灵活确立，一方面可以根据教学进展、学生程度进行调整，另一方 面也鼓励教师将技术前沿以及科研进展引入教学，体现在研究课题中。以下给出若干参考方案。 1. 理论研讨专题 1：分析推导多元基带信号误码率 设置目的：基于二元基带信号误码率分析知识点自学拓展性内容“多元基带信号误码率分析”， 检验学生对误码性能分析方法的掌握程度和运用效果。要求：给出误码率计算公式的详细的推导过 程，分析推导结果。 2. 理论研讨专题 2：分析不同最佳接收方法的误码性能 设置目的：从随机信号检测的角度，进一步巩固误码性能分析方法的掌握程度。要求：给出误 码率计算公式的详细的推导过程，分析推导结果。 3. 仿真分析专题 1：循环码生成多项式产生： 设置目的：检验学生对差错控制编解码的理解，掌握和运用程度，锻炼其分析问题，软件编程 的能力。要求：编程产生循环码生成多项式表。 4. 仿真分析专题 2： PCM 编译码仿真分析 设置目的：检验学生对基带调制知识点的理解，掌握和运用程度，锻炼其分析问题，开展研究 的能力。要求：仿真实现 A 律 13 折线编译码，LPCM 编译码，比较量化信噪比，信号源自定。 5. 仿真分析专题 3：多元数字信号误码率分析: 设置目的：检验学生对数字基带传输和频带传输两个模块的理解，掌握和运用程度，锻炼其分 析问题，开展研究的能力。要求：选择以下一种二元数字信号，仿真分析数字信号误码率，与理论 计算结果比较：单极性基带信号、双极性基带信号、ASK、PSK、FSK。 六、课程考核 课程 成绩 构成 及比 例 考核环节 目标 分值 考核/评价细则 对应 的课 程目 标 平时 成绩 100 作业 基本概念 基本规律 15 （1）主要考核学生对每章节知识点的复习、理解和 掌握程度； （2）每次作业按 25 分制单独评分，取各次成绩的平 1 基本分析 10 2
课程对应成续目标的课构成考核环节考核/评价细则分值程目及比标例分基本特性均值作为此环节的最终成绩。基本概念（1）结合教学进度安排阶段考试，考查学生对相关占总251知识的掌握程度；采用笔试方式。阶段基本规律评成（2）阶段考试成绩以百分计，乘以其在总评成绩中考试基本分析绩的252所占的比例计入总评成绩。基本特性40%（1）通过翻转课堂中学生的口头和文字表达以及讨论交流来评价学生对专业知识的掌握程度、灵活运用专业知识的能力。鼓励学生自主学习、独立思考和拓展创新。（2）研讨报告主要用于考察学生的资料查阅、课程专题研究25知识综合运用、计算机仿真工具使用、归纳总结和逻3辑表达等能力。（3）教师根据专题研讨报告、研究成果展示、交流情况综合评定，也可以引入同学互评成绩作为参考，以最终得分乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（1）采用笔试（闭卷）形式，卷面成绩100分，以期末基本概念卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程30~40考试1总评成绩。基本规律100（2）考核内容须体现对于综合运用基本概念、基本分期末原理和分析方法进行通信系统设计和分析能力的考考试察，不仅包括对各单元知识点的独立考核，还需要包占总基本分析括综合运用多种通信系统设计原理分析和解决问题评成60~702基本特性能力的考核。考试题型为：填空题、选择题、是非题、绩的作图题、计算题、简答题、分析题和设计题等。建议60%以客观题为主考核目标1，以主观题为主考核目标2。七、本课程与其它课程的联系与分工本课程与先修课程和后续课程联系都比较紧密，课程内容应避免重复。先修课程：微积分，概率论与数理统计（B），几何与代数，信号与系统后续课程：通信工程其它专业课八、建议教材及教学参考书[1]郭宇春，张星等，通信系统原理，北京，科学出版社，2012。[2] SimonHaykin，CommunicationSystems,4thEd.,JohnWiley&Sons,Inc.,2010[3]曹志刚等，通信原理及应用，高等教育出版社，2015。[4】约翰G.普罗克斯，马苏德萨莱希，通信系统原理（原书第2版），郭宇春，张立军，李磊译，机械工业出版社，2016[5]John G.Proakis,Masoud Salehi,Fundamentals ofCommunication Systems,2nd Ed.,PrenticeHall
课程 成绩 构成 及比 例 考核环节 目标 分值 考核/评价细则 对应 的课 程目 标 分 占总 评成 绩的 40% 基本特性 均值作为此环节的最终成绩。 阶段 考试 基本概念 基本规律 25 （1）结合教学进度安排阶段考试，考查学生对相关 知识的掌握程度；采用笔试方式。 （2）阶段考试成绩以百分计，乘以其在总评成绩中 所占的比例计入总评成绩。 1 基本分析 基本特性 25 2 专题研究 25 （1）通过翻转课堂中学生的口头和文字表达以及讨 论交流来评价学生对专业知识的掌握程度、灵活运用 专业知识的能力。鼓励学生自主学习、独立思考和拓 展创新。 （2）研讨报告主要用于考察学生的资料查阅、课程 知识综合运用、计算机仿真工具使用、归纳总结和逻 辑表达等能力。 （3）教师根据专题研讨报告、研究成果展示、交流 情况综合评定，也可以引入同学互评成绩作为参考， 以最终得分乘以其在总评成绩中所占的比例计入课 程总评成绩。 3 期末 考试 100 分 占总 评成 绩的 60% 期末 考试 基本概念 基本规律 30~40 （1）采用笔试（闭卷）形式，卷面成绩 100 分，以 卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程 总评成绩。 （2）考核内容须体现对于综合运用基本概念、基本 原理和分析方法进行通信系统设计和分析能力的考 察，不仅包括对各单元知识点的独立考核，还需要包 括综合运用多种通信系统设计原理分析和解决问题 能力的考核。考试题型为：填空题、选择题、是非题、 作图题、计算题、简答题、分析题和设计题等。建议 以客观题为主考核目标 1，以主观题为主考核目标 2。 1 基本分析 基本特性 60~70 2 七、本课程与其它课程的联系与分工 本课程与先修课程和后续课程联系都比较紧密，课程内容应避免重复。 先修课程：微积分，概率论与数理统计（B），几何与代数，信号与系统 后续课程：通信工程其它专业课 八、建议教材及教学参考书 [1] 郭宇春，张星等，通信系统原理，北京，科学出版社，2012。 [2] Simon Haykin，Communication Systems，4th Ed.，John Wiley & Sons，Inc.，2010. [3] 曹志刚等，通信原理及应用，高等教育出版社，2015。 [4] 约翰 G. 普罗克斯, 马苏德 萨莱希，通信系统原理（原书第 2 版），郭宇春，张立军，李磊 译， 机械工业出版社，2016. [5] John G. Proakis，Masoud Salehi，Fundamentals of Communication Systems，2nd Ed.，Prentice Hall