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1 通信原理 教学大纲 课程性质 : 专业基础课程 ( 选修 ) 先修课程 : 高等数学, 信号系统, 概率统计 总学时 :51 学分 :3 理论学时 :42 实验学时 :9 开课学院 : 数学计算机科学学院适用专业 : 计算机科学与技术 ( 非师范 ) 大纲执笔人 : 方群 教学院长审定 : 许勇 教研室主任审核 : 陈少军 一 课程目的本课程的教学目的是为了使非通信信息工程类与电子类专业, 尤其是计算机专业的本科学生 ( 或其他大 中专学生 ) 在不太长的时间内, 对当前几乎已经渗透到我们生活各个角落的通信技术以及支撑这些技术的通信原理有一个全面 系统, 且有一定深度的了解与掌握, 从而拓展学生的知识面, 提高学生的综合素质和工作能力 二 课程地位该课程应属于非通信信息工程类与电子类专业的专业基础课, 但因其后面没有相应的专业课, 且其内容又具有很强的工程实用性, 所以, 对某些专业来说, 也可以定位在专业课上 一般安排在第 6 学期, 有条件的学校可以在第 5 学期安排本课程的基础课程 信号与系统 三 课程总体要求 (1) 全面了解当前主要的模拟 数字和数据通信技术的基本工作原理 优缺点和应用场合 (2) 熟悉通信与通信系统的基本概念 (3) 掌握调制 解调 频分复用 时分复用 数字复接等基本通信技术 (4) 掌握常用基带编码和基带传输原则以及差错控制编码的原理 (5) 了解目前常见的通信技术与相应设备的工作原理 四 学时安排 教学内容 教学学时方式 次数 第 第 1 章通信与通信系统的基本概念 讲授 4 2 一 第 2 章模拟调制 讲授 2 1 篇 第 3 章脉冲编码调制 (PCM) 讲授 2 1 第 4 章增量调制 讲授 2 1 1

2 第二篇第三篇 第 5 章数字复接与 SDH 讲授 2 1 第 6 章数字信号的基带传输 讲授 2 1 第 7 章数字信号的频带传输 讲授 2 1 第 8 章差错控制 讲授 2 1 第 9 章数据通信与通信网 讲授 2 1 第 10 章计算机网络体系结构 讲授 2 1 第 11 章通信终端与通信设备 讲授 2 1 第 12 章数据交换技术 讲授 2 1 第 13 章网络互连设备及其通信概念 讲授 2 1 第 14 章接入网技术 报告 2 1 第 15 章蓝牙技术报告第 16 章 IP 电话技术报告 2 1 第 17 章光纤通信技术报告第 18 章卫星通信技术报告 2 1 第 19 章移动通信技术报告第 20 章数字微波中继通信技术报告 2 1 第 21 章 ITS 中的通信技术 报告 2 1 全书复习 2 1 考试 2 1 合计 五 教材 张卫钢, 通信原理与通信技术 ( 第二版 )[M]. 西电出版社.2007 年 1 月. 第一篇通信原理 ( 基本原理部分, 课堂讲授 ) 第 1 章通信与通信系统的基本概念 通信的概念 通信系统 通信系统的定义与组成 通信系统的分类 通信方式 信道和传输介质 信道的概念 传输介质 信号与噪声 信号的定义与分类 噪声的定义与分类 信号频谱与信道通频带 周期信号的频谱 17 2

3 1.6.2 非周期信号的频谱 信道通频带 信息的度量与香农公式 信息的度量 信道容量与香农公式 信道带宽与信道容量的关系 多路复用的基本概念 常用的通信手段 通信系统的性能评价 通信技术发展史 34 习题与思考题 36 参考文献 37 第 2 章模拟调制 调制的概念 抑制载波的双边带调幅 (DSB) DSB 信号的调制 DSB 信号的解调 常规双边带调幅 (AM) AM 信号的调制 AM 信号的解调 AM 和 DSB 的性能比较 单边带调制 (SSB) 残留边带调制 (VSB) 插入载波的包络检波 频分复用 (FDM) 角调制 角调制的基本概念 窄带角调制和宽带角调制 调频信号的产生与解调 频率调制的特点 输出信噪比与信道带宽的关系 调制的功能与分类 57 习题与思考题 58 参考文献 60 第 3 章脉冲编码调制 (PCM) PCM 基本概念 抽样 量化 PCM 编码 抽样定理 低通抽样定理 带通抽样定理 时分复用 71 习题与思考题 74 3

4 参考文献 74 第 4 章增量调制 简单增量调制 增量调制的基本概念 ΔM 的调制原理 ΔM 的解调原理 ΔM 调制存在的问题 增量总和调制 增量总和调制原理 增量总和调制的解调原理 80 习题与思考题 80 参考文献 81 第 5 章数字复接与 SDH PCM 复用与数字复接 基本概念 数字比特系列与复接等级 PCM 基群帧结构 数字复接的原理与分类 同步数字序列 SDH 简介 SDH 的提出 SDH 的帧结构 SDH 的发展前景 90 习题与思考题 90 参考文献 90 第 6 章数字信号的基带传输 数字基带信号的码型 数字基带信号的码型设计原则 二元码 三元码 多元码 数字基带信号的功率谱 无码间串扰的传输波形 码间串扰的概念 第一无失真条件及传输波形 扰码和解扰 m 序列的产生和性质 扰码和解扰原理 m 序列在误码测试中的应用 眼图 111 习题与思考题 112 参考文献 113 第 7 章数字信号的频带传输 二进制幅度键控 (2ASK) ASK 调制的基本原理及波形表达式 114 4

5 ASK 调制的频域特性 ASK 调制器 ASK 解调器 二进制频移键控 (2FSK) FSK 调制的基本原理及波形表达式 FSK 调制的频域特性 FSK 调制器 FSK 解调器 二进制相移键控 (2PSK) PSK 调制的基本原理及波形表达式 PSK 调制的频域特性 PSK 调制器 PSK 解调器 二进制差分相移键控 (2DPSK) DPSK 调制的基本原理及波形表达式 DPSK 解调 多进制数字调制 多进制幅度键控 (MASK) 多进制相移键控 (MPSK) 多进制频移键控 (MFSK) 129 习题与思考题 130 参考文献 131 第 8 章差错控制编码 差错控制编码的基本概念 差错控制方式 差错控制编码分类 检错和纠错原理 几种常用的检错码 奇偶校验码 水平奇偶校验码 二维奇偶校验码 群计数码 恒比码 线性分组码 循环码 147 习题与思考题 149 参考文献 150 第二篇数据通信 第 9 章数据通信与通信网 数据通信与数据通信系统 数据通信的定义及特点 数据通信系统的组成 155 5

6 9.1.3 数据通信的主要性能指标 数据通信方式 通信网 通信网及其结构 通信网拓扑结构 现代通信网的支撑技术 应用层技术 业务网技术 传送网技术 支撑网技术 计算机网络的发展 166 习题与思考题 170 参考文献 170 第 10 章计算机网络体系结构 网络体系结构概述 网络体系结构的几个重要概念 网络协议 网络服务 面向连接服务与无连接服务 ISO/OSI 的参考模型 物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层 TCP/IP 网络体系结构 TCP/IP 协议分层 网络体系结构 TCP/IP 模型的特点及其与 ISO/OSI 模型的比较 189 习题与思考题 190 参考文献 190 第 11 章通信终端与通信设备 通信终端 数据终端的组成 数据终端设备的分类 通信设备 调制解调器 多路复用器 集中器 前端处理器 协议转换器 196 习题与思考题 197 6

7 参考文献 197 第 12 章数据交换技术 交换的概念 交换的基本功能 常用的交换技术 线路交换 报文交换 分组交换 异步转移模式 ATM 206 习题与思考题 216 参考文献 216 第 13 章网络互连设备及其通信概念 网络互连的基本概念 网络互连设备 中继器 网桥 路由器 网关 几种 信道 概念的理解 230 习题与思考题 231 参考文献 231 第三篇现代通信技术 ( 可以通过课堂讲座的形式, 让学生进行讲解 ) 第 14 章接入网技术 接入网的概念 接入网的接口技术 接入网的界定与功能模型 V5 接口 接入网的分类 接入技术 铜线接入技术 (xdsl) 混合光纤同轴电缆接入网 无线接入网技术 光接入网 (OAN) 结论 252 习题与思考题 253 参考文献 253 第 15 章蓝牙技术 蓝牙 的由来 蓝牙技术概述 蓝牙技术的特点 蓝牙系统组成 蓝牙技术与无线局域网 259 7

8 15.6 蓝牙技术的实现方式 蓝牙技术的应用 蓝牙产品的现状及所面临的问题 蓝牙产品现状 蓝牙技术面临的问题 264 习题与思考题 265 参考文献 265 第 16 章 IP 电话技术 IP 电话概述 IP 电话基本工作原理 IP 电话的系统组成 IP 电话的实现方式 IP 电话的相关技术标准 IP 电话的服务质量及发展前景 272 习题与思考题 273 参考文献 273 第 17 章光纤通信技术 光纤通信 光纤通信的概念 光纤通信的特点 光纤通信原理 光纤通信系统的组成 光端机 中继器 监控系统 波分复用技术 (WDM) 光纤通信的发展趋势 283 习题与思考题 284 参考文献 284 第 18 章卫星通信技术 卫星通信的基本概念 通信卫星的种类 卫星通信系统分类 卫星通信的特点 卫星通信系统的组成及工作原理 空分多址 (SDMA) 卫星通信新技术 VSAT 卫星通信系统 低轨道 (LEO) 移动卫星通信系统 中轨道 (MEO) 移动卫星通信系统 静止轨道 (GEO) 移动卫星通信系统 296 习题与思考题 296 参考文献 296 第 19 章移动通信技术 297 8

9 19.1 移动通信的概念及其特点 移动通信系统的分类 移动通信技术的发展概况 移动通信系统的组成 GSM 移动通信系统 GSM 系统简介 GSM 数字蜂窝系统的结构 GSM 系统的传输方式 CDMA 移动通信系统 CDMA 系统简介 CDMA 系统工作原理 CDMA 系统的传输方式 CDMA 系统的主要优点 集群系统 集群系统的概念 集群系统的组成 集群系统的特点 无线寻呼系统 无线寻呼系统简介 无线寻呼系统工作过程 无线寻呼系统的组成 312 习题与思考题 314 参考文献 314 第 20 章数字微波中继通信技术 数字微波中继通信的概念 数字微波中继通信的特点 数字微波中继通信系统的组成 数字微波中间站的转接方式 数字微波的收发信设备 319 习题与思考题 321 参考文献 321 第 21 章 ITS 中的通信技术 ITS 概述 ITS 中的通信系统 ITS 中的通信技术 ITS 中的通信技术概述 专用短程通信标准 (DSRC) ETC 中的几种短程通信技术 GPS 系统 GPS 概述 GPS 系统组成 GPS 定位原理 国外有关系统介绍 Ali-Scout 系统 335 9

10 AMTICS 系统 336 习题与思考题 338 参考文献 338 六参考资料 : [1] 通信系统工程 John G.Proakis,Masoud Salehi. 周宁, 李晓峰翻译, 高等教育出版社 [2] 随机信号分析 ( 第三版 ), 李晓峰, 李在铭, 周宁傅志中, 电子工业出版社, [3] 数字通信原理, 徐台松, 李在铭, 电子工业出版社 [4] 无线通信与移动通信中信号处理研究的新进展, 刘郁林邵怀宗, 电子工业出版社 [5] 卫星通信导论 ( 第 2 版 ), 吴诗其, 吴廷勇, 卓永宁, 电子工业出版社 [6] 通信与信息工程专业英语教程, 陈杰美, 刘洪盛, 饶渐升. 电子工业出版社 [7] 光纤技术, 饶云江. 科学出版社 [8] 信号分析, 彭启琮, 邵怀宗, 李明奇, 电子工业出版社 [9] Digital Communications (Fourth Edition), 普罗科斯, [10] 现代通信原理, 曹志刚, 清华大学出版社, [11] 数字与模拟通信系统 ( 第六版 ) Leon W.Couch,II, 电子工业出版社, [12] Contemporary Communication Systems Using MATLAB, John G.Proakis,Masoud Salehi[ 美 ], 科学出版社 [13] 无线通信调制与编码 ( 英文版 ) Alister Burr, 电子工业出版社, [14] 通信原理及其应用, 王秉钧窦晋江, 张广森, 葛方辉, 天津大学出版社,2000 年 [15] 现代通信原理及应用, 苗长云, 电子工业出版社, [16] 现代通信系统原理, 张新政, 电子工业出版社, 1995 [17] 现代通信原理, 宋祖顺等, 电子工业出版社,

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