通信原理理论教案

通 信 原 理

理 论 教 学 教 案 雷学堂

适用班级：电信2013级

目录

第一章 绪论.......................................................................................3 第1讲 ..............................................................................................3 第2讲 ..............................................................................................4 第二章 随机信号分析 . ................................................................................4

第3讲 ..............................................................................................5

第4讲 ..............................................................................................5 第5讲 ..............................................................................................6 第三章 信道 ............................................................................................6

第6讲 ..............................................................................................6 第四章 模拟调制系统 . ................................................................................7

第7讲 ..............................................................................................7 第8讲 ..............................................................................................8 第五章 数字基带传输 . ................................................................................9

第9讲 ..............................................................................................9

第10讲........................................................................................... 10 第11讲........................................................................................... 10 第六章 正弦载波数字调制系统 ................................................................... 11

第12讲........................................................................................... 11

第13讲........................................................................................... 12 第14讲........................................................................................... 13 第15讲........................................................................................... 13 第七章 模拟信号的数字传输 ...................................................................... 14

第16讲........................................................................................... 14 第17讲........................................................................................... 15 第18讲........................................................................................... 15 第八章 信号的最佳接收 . ........................................................................... 16

第19讲........................................................................................... 16 第20讲........................................................................................... 17 第九章 同步原理..................................................................................... 17

第21讲........................................................................................... 18

第22讲........................................................................................... 18 第23讲........................................................................................... 19 第24讲........................................................................................... 19

第一章 绪论

授课时间：4学时 教学参考书：《通信原理》 教学内容：

1.1 引言

1.2 通信系统的组成

1.3 通信系统的分类及通信方式 1.4 信息及其度量 1.5 主要性能指标

1.6 数字通信的主要技术问题

第1讲

授课次序：1（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

1、了解现代通信与信息社会 2、掌握通信系统的组成 3、掌握通信系统的分类 4、了解通信技术发展概况 教学组织：

1.1 引言（25分钟）

1.2 通信系统的组成（25分钟）

1.3 通信系统的分类及通信方式（50分钟） 教学重难点：

通信系统的分类、通信系统的组成 作业：无

授课次序：2（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

1、熟练掌握通信系统的性能度量 2、熟练掌握消息的信息量度量 3、熟练掌握离散信源的平均信息量 教学组织：

1.4 信息及其度量（50分钟） 1.5 主要性能指标（30分钟）

1.6 数字通信的主要技术问题（20分钟） 教学重难点：

通信系统的性能指标、消息的信息量度量、离散信源的平均信息量 （用类比的方法，结合课件讲授） 作业：习题4、7。

第二章 随机信号分析

授课时间：6学时 教学方法：课堂讲授 教学内容：

2.1 引言（信号与系统基本概念） 2.2 随机过程的一般表述 2.3 平稳随机过程 2.4 高斯过程 2.5 窄带随机过程 2.6 正弦波加窄带高斯过程 2.7 随机过程通过线性系统

授课次序：3（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

理解平稳随机过程的性质和相关特性 教学组织：

2.1 引言（信号与系统基本概念）（25分钟） 2.2 随机过程的一般表述（25分钟） 2.3 平稳随机过程（50分钟） 教学重难点：

平稳随机过程的性质和相关特性。 作业：无

第4讲

授课次序：4（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

1、理解高斯过程的性质和相关特性 2、理解窄带随机过程的相关特性 教学组织：

2.4 高斯过程（50分钟） 2.5 窄带随机过程（50分钟） 教学重难点：

高斯过程的性质和相关特性、 窄带随机过程的相关特性。 作业：无

授课次序：5（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

1、理解正弦波加窄带随机过程的相关特性。 2、理解随机信号通过线性系统得特性。 教学组织：

2.6 正弦波加窄带高斯过程（50分钟） 2.7 随机过程通过线性系统（50分钟） 教学重难点：

正弦波加窄带随机过程的相关特性、 随机信号通过线性系统得特性。 作业：习题1、4、6、12

第三章 信道

授课时间：2学时 教学方法：课堂讲授 教学内容：

3.1 引言

3.2 信道定义及数学模型、

3.3恒参信道特性及对信号传输的影响 3.4随参信道特性及对信号传输的影响 3.5 信道的加性噪声 3.6 信道容量的概念

第6讲

授课次序：6（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

1、掌握调制信道和编码信道的定义 2、掌握恒参信道和随参信道的定义 教学组织：

3.1 引言（5分钟）

3.2 信道定义及数学模型（20分钟）

3.3恒参信道特性及对信号传输的影响（25分钟） 3.4随参信道特性及对信号传输的影响（25分钟） 3.5 信道的加性噪声（10分钟） 3.6 信道容量的概念（15分钟） 教学重难点：

调制信道和编码信道的定义； 恒参信道和随参信道的定义。

加性噪声和乘性噪声的区别； 信道容量的概念及香农定理的意义。 作业：习题8、13、15

第四章 模拟调制系统

授课时间：4学时 教学方法：课堂讲授 教学内容：

4.1 引言

4.2 幅度调制的原理及抗噪声性能 4.3 角度调制的原理及抗噪声性能 4.4 各种调制系统的比较 4.5 频分复用（FDM ）

4.6 复合调制及多级调制的概念

第7讲

授课次序：7（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

1、熟练掌握调制的意义 2、了解线形调制的一般模型 3、熟练掌握AM 调幅

4、熟练掌握SSB 、VSB 调幅原理

5、熟练掌握DSB 、SSB 、VSB 调幅的抗噪声性能 教学组织：

4.1 引言（5分钟）

4.2 幅度调制的原理

1、AM 调制（30分钟）

4.2 幅度调制的原理及抗噪声性能

1、DSB （25分钟）

2、SSB （20分钟） 3、VSB （20分钟）

教学重难点：

调制的意义；

AM 调幅原理、参数的定义； DSB 调幅原理。

DSB 、SSB 、VSB 调幅原理； DSB 、SSB 、VSB 调幅的抗噪声性能 作业：无

第8讲

授课次序：8（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

1、掌握AM 调幅的抗噪声性能 2、掌握角度调制基本原理和特性 教学组织：

4.2 幅度调制的原理及抗噪声性能

1、线性调制系统的抗噪声性能（25分钟） 4.3 角度调制的原理及抗噪声性能 1、基本原理（50分钟）

2、角度调制的原理及抗噪声性能（25分钟） 教学重难点：

DSB 、SSB 、VSB 调幅的抗噪声性能 角度调制的原理及抗噪声性能 作业：习题2、3、6

第五章 数字基带传输

授课时间：8学时 教学方法：课堂讲授 教学内容：

5.1 引言

5.2 数字基带信号及其频谱特性 5.3 基带传输的常用码型 5.4 基带脉冲传输与码间干扰 5.5 无码间干扰的基带传输特性 5.6 部分响应系统 5.7 基带传输的抗噪声性能 5.8 眼图与时域均衡

第9讲

授课次序：9（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

1、熟练掌握数字基带信号的码型教学组织： 教学组织：

5.1 引言（10分钟）

5.2 数字基带信号及其频谱特性（40分钟） 5.3 基带传输的常用码型（50分钟） 教学重难点：

数字基带信号的功率谱计算。 HDB3 码型变换； 差分编解码。 作业：无

第10讲

授课次序：10（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

1、掌握数字基带信号的波形 2、理解数字基带信号的功率谱计算 3、熟练掌握波形传输无失真条件 教学组织：

5.3 基带传输的常用码型（30分钟 5.4 基带脉冲传输与码间干扰（20分钟） 5.5 无码间干扰的基带传输特性（50分钟） 教学重难点：

HDB3 码型变换； 差分编解码

奈奎斯特准则； 等效低通特性。 作业：无

第11讲

授课次序：11（2学时） 教学方法：讲授+课件 教学目的和要求：

1、熟练理解部分响应基带传输系统 2、掌握数字信号基带传输的差错率

3、掌握横向滤波器抽头系数计算方法 4、掌握峰值失真、均方失真准则 5、理解横向滤波器的工作原理

教学组织：

5.6 部分响应系统（50分钟）

5.7 基带传输的抗噪声性能（15分钟） 5.8 眼图与时域均衡

1、眼图（35分钟）

教学重难点：

部分响应系统的原理；

基带传输系统得误码特性与信噪比关系；

眼图的观测方法。

横向滤波器抽头系数计算方法；

峰值失真、均方失真准则。

作业：习题1、2、7、11、12、18、22

第六章 正弦载波数字调制系统

授课时间：8学时

教学方法：课堂讲授

教学内容：

6.1 引言

6.2 二进制数字调制原理

6.3二进制数字调制系统的抗噪声性能

6.4 二进制数字调制系统的性能比较

6.5 多进制数字调制系统

6.6 改进的数字调制方式

第12讲

授课次序：12（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、熟练掌握各种二进制数字调制方式的原理和数学模型

2、熟练掌握数字信号的各种解调方法

3、熟练掌握二进制数字调制的误比特率

教学组织：

6.1 引言（10分钟）

6.2 二进制数字调制原理

1、ASK （10分钟）

6.2 二进制数字调制原理

1、FSK （20分钟）

2、PSK （20分钟）

6.3二进制数字调制系统的抗噪声性能

1、2ASK （20分钟）

2、2FSK （20分钟）

教学重难点：

2ASK 数字调制方式的原理和数学模型；

2ASK 信号的各种解调方法

2FSK 、2PSK 、2DPSK 数字调制方式的原理和数学模型； 2FSK 、2PSK 、2DPSK 信号的各种解调方法；

二进制数字调制的误比特率计算公式的由来。

作业：无

第13讲

授课次序：13（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、掌握二进制数字调制的误比特率

2、理解多进制调制

3、掌握多进制数字调制的误比特率

教学组织：

6.3二进制数字调制系统的抗噪声性能

1、2PSK （25分钟）

2、2DPSK （25分钟）

6.4 二进制数字调制系统的性能比较 （25分钟）

6.5 多进制数字调制系统

1、MASK （25分钟）

教学重难点：

多进制数字调制方式的原理和数学模型；

作业：无

第14讲

授课次序：14（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、理解多进制调制

2、掌握MDPSK 信号相位变换关系

3、掌握多进制数字调制的误比特率

教学组织：

6.5 多进制数字调制系统

1、MFSK （30分钟）

2、MPSK （30分钟）

3、MDPSK （40分钟）

教学重难点：多

进制数字调制方式的原理和数学模型；

MDPSK 调制解调原理；

多进制数字调制的误比特率计算公式。

作业：无

第15讲

授课次序：15（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、理解多进制调制

2、掌握QAM 原理

3、掌握多进制数字调制的误比特率

4、掌握MSK 的基本原理

5、理解MSK 信号的相位的连续性

6、掌握MSK 信号的产生和解调方法

7、了解MSK 信号的误码特性

8、 掌握GMSK 信号的产生方法和特点

教学组织：

6.5 多进制数字调制系统

1、APK （50分钟）

6.6 改进的数字调制方式

1、MSK （35分钟）

2、GMSK （15分钟）

教学重难点：

多进制数字调制方式的原理和数学模型；

QAM 的星座图和抗噪声性能；

多进制数字调制的误比特率计算公式；

MSK 的基本原理。

MSK 信号的产生和解调方法；

MSK 信号的误码特性；

GMSK 信号的产生方法和特点

作业：习题2、6、8、10、14

第七章 模拟信号的数字传输

授课时间：6学时

教学方法：课堂讲授

教学内容：

7.1 引言

7.2 抽样定理

7.3 脉冲振幅调制（PAM ）

7.4 模拟信号的量化（A/D）

7.5 脉冲编码调制（PCM ）

7.6 增量调制和增量脉冲编码调制

7.7 PCM和DM 的性能比较

7.8 时分复用和多路数字电话系统

第16讲

授课次序：16（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求

1、掌握低通与带通抽样定理：

2、理解实际抽样

3、熟练掌握量化

教学组织：

7.1 引言（10分钟）

7.2 抽样定理（40分钟）

7.3 脉冲振幅调制（PAM ）（25分钟）

7.4 模拟信号的量化（A/D）（75分钟）

教学重难点：

低通与带通抽样定理

PAM 调制的原理；

均匀和非均匀量化的原理；

A 律和u 律特性曲线及其近似。

作业：无

第17讲

授课次序：17（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、熟练掌握PCM 编码原理

2、掌握PCM 抗噪声性能

教学组织：

7.5 脉冲编码调制（PCM ）（100分钟）

教学重难点：

PCM 编译码原理；

PCM 抗噪声性能。

作业：无

第18讲

授课次序：18（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、掌握DPCM 编码原理

2、熟练掌握DM 编码原理

3、掌握DM 抗噪声性能

4、掌握时分多路复用原理

教学组织：

7.6 增量调制和增量脉冲编码调制（50分钟）

7.7 PCM和DM 的性能比较（10分钟）

7.8 时分复用和多路数字电话系统（40分钟）

教学重难点：

DPCM 编译码原理；

DM 编译码原理；

DM 抗噪声性能。

时分多路复用原理及其在数字电话系统中的应用； PCM 的基群及高次群

作业：习题1、5、8、10、14、16

第八章 信号的最佳接收

授课时间：6学时

教学方法：课堂讲授

教学内容：

8.1 引言

8.2 最佳接收准则

8.3 信号的最佳接收

8.4 最佳基带传输系统

第19讲

授课次序：19（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、

2、

3、 掌握最佳接收准则 理解各种信号的最佳接收 理解最佳接收机

教学组织：

8.1 引言（10分钟）

8.2 最佳接收准则（40分钟）

8.3 信号的最佳接收

1、确知信号最佳接收（20分钟）

2、随相信号最佳接收（20分钟）

3、起伏信号最佳接收（10分钟）

教学重难点：

最佳接收准则。

各种信号的最佳接收；

最佳接收机结构

作业：无

第20讲

授课次序：20（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、理解匹配滤波器

2、掌握普通接收机与理想接收机性能的差别

3、理解最佳基带传输系统

教学组织：

8.3 信号的最佳接收

1、普通接收机与理想接收机性能比较（20分钟）

2、匹配滤波器（50分钟）

8.4 最佳基带传输系统（30分钟）

教学重难点：

理解匹配滤波器；

普通接收机与理想接收机性能的差别

最佳基带传输系统。

作业：习题2、3、6

第九章 同步原理

授课时间：7学时

教学方法：课堂讲授

教学内容：

9.1 同步的基本概念

9.2 载波同步的方法

9.3载波同步系统性能及误差对解调性能的影响

9.4 位同步的方法及系统性能

9.5 群同步及扩展频谱系统同步

授课次序：21（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、掌握载波同步系统性能

2、掌握位同步的方法和原理

教学组织：

9.1 同步的基本概念（15分钟）

9.2 载波同步的方法（35分钟）

9.3载波同步系统性能及误差对解调性能的影响（20分钟）

9.4 位同步的方法及系统性能（30分钟）

教学重难点：

载波同步系统性能；

位同步的各种方法和原理。

作业：无

第22讲

授课次序：22（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、掌握位同步的方法和原理

教学组织：

9.4 位同步的方法及系统性能（100分钟）

教学重难点：

位同步的方法和原理。

作业：无

授课次序：23（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求：

1、掌握帧同步的方法和原理

2、理解扩展频谱系统的同步方法

教学组织：

9.5 群同步及扩展频谱系统同步（100分钟） 教学重难点：

帧同步的方法和原理；

扩展频谱系统的同步方法。

作业：习题1、3、5、6、8、9

第24讲

授课次序：24（2学时）

教学方法：讲授+课件

教学目的和要求： 复习

教学组织： 复习

教学重难点：复习。

提问：无

作业：无