06410151数字通信大学高校课程教学大纲.docx

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1、数字通信（DigitalCommunication）课程代码：06410151学分：2学时：32（其中：课堂教学学时：32实验学时：上机学时：课程实践学时：）先修课程：信号与线性系统、概率统计、随机过程、电路分析、复变函数与积分变换、高频电子线路、通信原理、数字信号处理适用专业：通信工程教材：通信原理（第7版），樊昌信、曹丽娜主编,国防工业出版社，2012年第7版开课学院：计算机科学与通信工程学院课程网站：（选填）一、课程性质与课程目标（一）课程性质数字通信是通信工程专业必修课程，同时又是一门理论性很强的课程。本课程在学生已经学习完概率统计、信号与线性系统、通信系统原理、数字信号处理的基础上，

2、将较全面、系统地介绍数字通信系统的结构，数字通信的基本概念、基本理论和基本方法，并介绍了现代数字通信技术的最新技术和发展方向。它为学生了解现代数字通信技术的新技术和发展方向、为今后进一步学习专业知识提供了基础。通过该课程的教学，使学生对数字通信系统结构有一个总体认识，了解现代数字通信技术的理论内容和现代数字通信技术的新技术，并使学生有一定的能力去理解与数字通信技术相关的一些复杂工程问题。（二）课程目标课程目标1：知识方面课程目标LL掌握新型的数字通信技术QAM、USK、GMSK和OFDM的调制和解调原理，掌握新型数字通信系统与传统数字通信系统的性能分析方法以及优缺点；课程目标1.2：掌握数字通

3、信最佳接收的方法，确知信号最佳接收的性能分析，理解随相信号和起伏信号的最佳接收方法，掌握匹配滤波器原理、设计与性能分析，掌握普通接收机与最佳接收机的性能比较；课程目标1.3：理解差错控制的方法与纠错编码的基本原理，掌握线性分组码、循环码、卷积码的基本原理和编解码方法，理解TUrbo码，网格编码调制;课程目标1.4：掌握正交编码、伪随机序列产生的方法和性质并了解其应用，掌握扩频通信原理以及直接序列扩频系统实现，了解跳频系统；课程目标1.5：掌握载波同步、位同步和群同步原理和实现方法及其性能；了解扩频通信同步、网同步的原理；课程目标2：能力与素质方面课程目标2.1：将数字通信基本理论与实践有机结合

4、，对通信领域实际问题进行表达与建模的能力；课程目标2.2：掌握制约数字通信系统的主要因素，能够结合实际情况对实际的数字通信系统进行性能分析，能够提出改善数字通信系统性能的方法；课程目标2.3：具有通信系统的分析能力与设计技能，能够结合实际数字通信系统需求，进行系统设计。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点：指标点1-4掌握通信电路、通信系统、通信网络层面的通信工程专业知识，能够将其综合应用于研究和解决信息通信领域复杂工程问题。指标点2-3能通过文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息，并具有提取、整理、分析和归纳资料的能力。指标点2-4能够

5、结合文献调研结果，分析信息通信领域复杂工程问题，形成深刻认识并得出有效结论。指标点课程目标指标点1.4指标点2.3指标点2.4课程目标LI课程目标1.2课程目标1.3课程目标1.4课程目标1.5课程目标1.6课程目标2.1课程目标2.2课程目标2.3二、课程内容与教学要求第一章新型的数字通信技术（一）课程内容1 .正交振幅调制解调原理、编码方法和与MPSK的性能比较2 .最小频移键控调制与解调原理、功率谱和误码率3 .高斯最小频移键控原理与应用4 .正交频分复用原理与实现（二）教学要求1 .理解正交振幅调制解调原理，掌握QAM编码方法，掌握MQAU与MPSK的性能比较，了解QAM的实际应用，能

6、够根据实际性能要求设计QAM的实现方案。2 .掌握最小频移键控调制与解调原理、能够分析功率谱和误码率，能够根据载波频率和码元速率设计MSK信号的频率，分析其附加相位，了解其性能的优缺点。3 .掌握高斯最小频移键控原理和性能分析，能够实际性能要求设计GMSK的实现方案。4 .掌握正交频分兔用原理和性能分析，了解实现方案。5 .了解新型数字通信系统的应用场合，以及新型数字通信技术新进展。（三）重点与难点1 .重点正交振幅调制的编码方法，正交振幅调制与MPSK的性能比较；最小频移键控调制与解调原理、功率谱；高斯最小频移键控原理；正交频分复用原理2 .难点最小频移键控调制与解调原理、正交频分复用原理。

7、第二章数字信号的最佳接收（一）课程内容1 .数字信号的统计特性2 .数字信号的最佳准则3 .确知信号的最佳接收机4 .确知信号的最佳接收机的误码率5 .随相信号的最佳接收6 .起伏信号的最佳接收7 .实际接收机和最佳接收机的性能比较8 .数字信号的匹配漉波接收法（二）教学要求1 .理解最佳接收的概念，掌握最佳接收准则，掌握确知信号最佳接收机结构，并进行性能分析。2 .理解确知信号的最佳接收机的可靠性分析，掌握基带信号（单极性、双极性）、2ASK、2FSK、2PSK最佳的误码率分析。3 .掌握随相信号、起伏信号的最佳接收机结构，了解其误码率大小。4 .掌握实际接收机和最佳接收机的性能比较，能够分

8、析其性能差异的原因。5 .掌握数字信号匹配滤波器的传输特性，并且能够进行性能分析。6 .能够根据系统需求，设计数字通信系统的最佳接收机或者匹配滤波器，并进行性能分析。（三）重点与难点1 .重点确知信号最佳接收的误码率的计算与分析，匹配滤波器的原理与设计分析。2 .难点确知信号最佳接收的误码率的计算与分析，匹配滤波器的原理与设计分析。第三章差错控制编码（一）课程内容1 .差错控制编码的基本原理2 .线性分组码编译码方法3 .循环码编译码方法4 .卷积码编译码方法5 .Turbo码6 .网格编码调制（二）教学要求1 .掌握差错控制的方法与纠错编码的基本原理2 .掌握线性分组码基本原理、编解码方法和

9、实现方案，能够根据系统需求设计线性分组码。3 .掌握循环码基本原理、编解码方法和实现方案，能够根据系统需求设计循环码；了解BCH码和RS码。4 .掌握卷积码基本原理，理解码树图、状态图和树状图，掌握大数逻辑解码算法和维特比译码算法，能够根据系统需求循环码及其解码方案。5 .理解TUrb。码的基本原理。6 .理解网格编码调制的基本原理。7 .了解调制技术和编码技术的融合，了解数字通信差错控制编码新技术的发展，特别是移动通信中编解码技术的新进展。（三）重点与难点1 .重点线性分组码编解码方法、循环码编解码方法、卷积码的编解码方法。2 .难点循环码的解码方法、卷积码的编解码方法、TUrbo码原理、网

10、格编码调制第四章正交编码与伪随机序列（一）课程内容1 .正交编码、阿达玛矩阵、沃尔什矩阵2 .伪随机序列的概念，In序列的产生、性质3 .M序列、二次剩余序列和双素数序列4 .扩展频谱通信的原理、直接序列扩频系统、调频扩频5 .伪随机序列的应用（二）教学要求1 .理解正交编码的概念，了解阿达玛矩阵、沃尔什矩阵。2 .掌握伪随机序列产生的方法，Hi序列的产生、性质，知道为什么称m序列为伪随机序列的原因。能够根据系统的要求，分析和设计m序列。3 .了解M序列、二次剩余序列和双素数序列4 .掌握扩频通信的原理及扩频码的生成方法，掌握扩频系统的一般组成。能够根据系统的要求，分析和提出扩频码的实现方案。

11、5 .了解各类扩频通信系统中采用的扩频序列的实现方案，了解扩频通信的新进展。（三）重点与难点1 .重点伪随机序列产生的方法、m序列的性质、扩频通信原理及应用2 .难点扩频通信原理第五章同步原理本章支持课程目标：1.5掌握载波同步、位同步和群同步原理和实现方法及其性能；了解扩频通信同步、网同步的原理；2.3具有通信系统的分析能力与设计技能，能够根据数字通信系统需求分析进行系统设计，具有一定的创新意识；2.4了解现代数字通信技术的新技术和发展方向，具有一定的前瞻意识。（一）课程内容1 .通信中的同步基本概念2 .载波同步的方法与载波同步系统的性能3 .位同步的方法与位同步系统的性能4 .群同步的方

12、法和群同步的性能5 .扩展频谱系统同步6 .网同步的基本概念（二）教学要求1. 了解同步的概念，能够分析不同数字通信系统需要的同步方案。2. 了解载波同步的同步方法，掌握无辅助导频载波提取方法：平方环和科斯塔斯环的原理和性能分析，了解再调制器原理。掌握载波同步的性能影响因素，能够根据系统的需求进行载波同步实现方案的同步方法选择。3. 了解位同步的同步方法，了解外同步法，掌握自开环码元同步法和闭环码元同步法的原理和性能分析。了解位同步的性能影响因素，能够根据系统的需求进行位同步实现方案的方法选择。4. 了解群同步的同步方法，掌握集中插入法和分散插入法的原理。掌握群同步同步的性能指标，能够根据系统

13、的需求进行群同步实现方案的方法选择。5. 了解扩展频谱系统同步的实现方法。6. 了解网同步的基本方法和原理。7. 了解各类数字通信系统中载波同步、位同步、群同步的实现方案，了解同步方法的新进展。（三）重点与难点1 .重点载波同步的方法，位同步的方法，群同步的方法、群同步的性能2 .难点位同步的方法、群同步的性能三、本课程开设的实验项目无四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教学实验上机课程实践小计第一章55讲授、演示1.1,2.1第二章77讲授、演示1.2,2.2第三章99讲授、演示1.3,2.1,2.3第四章66讲授、演示1.4,2.2,2.3第

14、五章55讲授1.5,2.2,2.3合计3232五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注平时作业按照作业题目进行评分，总分数平均计算（6次以上），网络教学平台完成辅助教学和基础题目的训练30%根据平时作业得分取6次平均值期末考试闭卷采用闭卷考试。试卷题型包括选择题、填空题、画图分析题和综合计算题，以卷面成绩的70%计入课程总成绩。70%六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1 .数字通信一基础与应用（第二版），美BernardSklar著，徐平平、宋铁成等译，电子工业出版社，2002.92 .数字与模拟通信系统，美LeonW.CouchII著，电子工业出版社，20073 .通信系统工程，美JOhnG.Proakis,MasoudSalehi著，电子工业出版社，20024 .通信系统原理，美JohnG.Proakis,MasoudSalehi著,电子工业出版社，2006七、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）1 .采用多媒体教学手段，建议采用讲做结合的方式，多种教学手段综合运用。2 .课后每章习题要完成10T5道习题，以加深学生对所学内容的理解和掌握，建议利用网络教学平台。制定人：郑召文审定人：杨利霞批准人：毛启容