专业概论——通信工程年月PPT课件.ppt

专业概论 通信工程专业教学计划和专业模块介绍 窦慧晶 电子工程学科部教学主任 目录 通信工程专业介绍 教学计划解读 课程体系 大学与中学有什么区别 结束语 2 国家产业发展与人才需求 据国家人事部2006年有关统计预测 我国今后几年急需的人才主要是以下八大类 以电子技术 生物工程 航天技术 新能源新材料为代表的高新技术人才信息技术人才机电一体化专业人才农业科技人才环境保护技术人才生物工程研究与开发技术人才国际贸易人才律师人才 3 国家发展与人才需求 从劳动密集型向自主创新型转变的迫切需求 国家中长期人才发展规划纲要 2010 2020年 人才是国家社会经济发展的第一资源 目前我国高等学校人才培养的现状与国家社会经济发展的需求之间还存在不相适应之处 特别是高层次拔尖创新型人才匮乏 人才创新创业能力不强等问题比较突出 创新型人才培养是研究型大学应该承担的对国家和民族的重任 4 国家利益与人才竞争 当今世界的综合国力竞争 本质上是一场人才竞争 科技竞争说到底也是人才竞争 加快发展教育事业和科技事业 不断壮大人才队伍 是提高我国科技实力和国家竞争力的关键所在 实现我国科学技术的跨越式发展 关键在人才 加快推进改革开放和现代化建设关键在人才 完成全民建设小康社会的宏伟目标关键也在人才 胡锦涛 在庆祝神六圆满成功大会上的讲话 2005年11月26日 科技创新 关键在人才 杰出科学家和科学技术人才群体 是国家科技事业发展的决定性因素 当前 人才竞争正成为国际竞争的一个焦点 无论是发达国家还是发展中大国 都把科技人力资源视为战略资源和提升国家竞争力的核心因素 大力加强科技人力资源能力建设 源源不断地培养造就大批高素质的具有蓬勃创新精神的科技人才 直接关系到我国科技事业的前途 直接关系到国家和民族的未来 胡锦涛 在全国科学技术大会上的讲话 2006年1月9日美国工程院的研究报告 欧洲的博洛尼亚进程 中国工程院的报告 5 高等电子工程教育是重中之重 高等工程人才是拔尖创新型人才的重要类型电子信息人才的培养是高等工程教育的重中之重电子信息领域人才培养不仅关系到电子信息产业的发展 而且由于电子信息技术的渗透性 甚至关系到一个国家整体工业水平的提高和创新能力的构建 6 科技进步带来的挑战 下一代工程师可能会面对若干新的技术突破比如生物技术 纳米技术 量子信息技术 新型信息和通信技术 物流管理 等等 下一代工程师会面临着若干大规模的工程技术挑战比如城市基础设施老化 环境污染 交通拥堵 信息通信系统 能源电力系统 食品供应链等基础设施面对恐怖袭击 自然灾害等突发事件的脆弱性 对电力 汽油 天然气等能源需求的增长 清洁水供应量的减少等资源问题 人口老龄化后的医疗保健 教育与就业 社会负担问题 信息爆炸 等等 下一代需要具备与前辈们不一样的素质未来工程实践将需要用更多的部件组织更复杂 更可靠的系统 而且需要把政治 经济 法律 宗教 语言 文化等诸多社会因素纳入系统分析与设计之中 下一代工程师将面临更大的挑战 挑战当然也意味着机遇 下一代工程师也面临着更大的机遇 7 8 通信工程专业介绍 信息科学与信息技术的发展与应用正深刻地改变着人们的观念 生活方式与工作方式 影响着整个国家的综合实力 产业结构与社会结构 随着社会信息化步伐的加快 满足不同层次 不同应用需求的通信技术不断涌现 通信成为一类和人们的社会生活息息相关的新技术 通信工程专业也应运而生 成为信息技术领域的重要方向之一 通信工程专业跨电子 计算机专业 所修课程兼有两者的特点一些课程 如数据结构 操作系统 数据库等属于计算机类 如信号处理 高频电路 电路原理等属于电子类还有通信专业的通信原理 交换技术 网络技术 光纤通信 卫星通信等专业课程 所学范围比较宽 9 电子信息包括电子和信号处理两块 电子就是设计 维修电路 面相当广 信号处理用数学方法处理各种信号 通信工程也研究这些问题 但针对通信领域 手机 电视 卫星 电话等等面向通信领域的信号处理技术如信号的传输等 10 通信工程专业介绍 通信工程专业主要研究信号的产生 信息的传输 交换和处理 以及在计算机通信 数字通信 卫星通信 光纤通信 蜂窝通信 个人通信 平流层通信 多媒体技术 信息高速公路 数字程控交换等方面的理论和工程应用问题 通信 电路信号 计算机 应用 11 应用案例 远程通信 远程通信任务 把多种信息 如音频 视频信号 计算机文件格式和其它类型的数据信息从一个地方传输到另一个地方 方案 为了传输信息 需要在两点 地 间建立一个联系的通 信 道 信道可以是电话线 光纤 互联网络或大气等 实施 长途通信公司为客户提供这些信息的传输业务 但他们必须建立和维护这一传输信道 利益 利益规则即简单又明确 在单一信道上能够传输的信息越多就越有效益 现代电信技术使得远程通信在很多方面发生了革命性的变化 如信号铃音的生成和检测 频带搬移 滤除电源线的交流干扰等等 12 应用案例 远程通信 3个典型例子 多路技术 全世界已有超过10亿部电话 当一个用户按下几个数字键后 电话交换网络允许这一部电话与世界上任何一部别的电话在几秒钟内建立连接 这种连接的复杂程度是难以想象的 直到20世纪60年代 任意两部电话之间的连接依然需要通过继电式交换机转换和传输模拟语音信号 一次连接就需要一对电话线 电信技术使这种情况发生了根本的变革 它将模拟音频信号转化为数字数据码流 因为数据码流容易编码和解码 因此可以实现多路电话同时通过一根电线传输 例如T载波标准能够同时传输24路话音 每路话音采用8位压缩扩展 对数压缩 模 数转换算法 采样频率8000次 每秒 因此每路话音就有64 000比特 每秒 24路话音就包含1 544兆比特 每秒数据量 13 应用案例 远程通信 3个典型例子 续 压缩 当一路话音被8000次 每秒的采样和量化 数字化 后 其中还包含许多冗余数据 即一个样本值所包含的信息被其邻近的采样点所大量复制 现已发展出多种算法 可以用较低的比特率将话音信号转化为数据码流 这就是所谓的数据压缩算法 与之相对应的解压缩算法则从数据码流中恢复出原话音信号 这些算法因为各自的压缩比和压缩后的话音质量不同而不同 每秒64K到32K的数据率不会导致话音质量的损失 压缩到每秒8K时 声音将会受到影响 但是仍然可以接受 目前可实现的压缩是每秒2K 虽然会导致声音的严重失真 但仍然在某些方面有应用前景 如军用和海底通信 14 应用案例 远程通信 3个典型例子 续 回声抑制 回声是长途电话通信中存在的一个严重问题 当打电话时 话音信号经过信道 电信网络 传输到达接收机 但同时还会有部分信号作为回声又经信道反射回去 对回声信号而言 如果这个连接只有几百公里 那么回声经过的时间只有几毫秒 人耳习惯于延迟很小的回声 这时的声音听起来还算正常 但当通话距离变得更长时 回声就会变得越来越明显 比如在洲际通信中这种延迟将会达到几百毫秒而且特别让人讨厌 现在 应用先进技术可以很好地解决这一问题 方法是通过测量回声信号并且发出一种合适的反相信号来抵消回声 同样的技术也允许免提电话能够在讲话的同时听电话 而没有刺耳的音频反馈 即啸叫声 这种技术还可以通过产生数字化的反相噪声来抵消或减少环境噪声 15 应用案例 回声定位 雷达 雷达 原理在最简单的雷达系统中 一个无线电发射机发射一束毫秒级波长的射频能量脉冲 这一脉冲信号被馈入方向性极强的天线后向外辐射 在波束传播路径上若有飞行器 则有一小部分辐射能量会被反射回接收天线 根据发射脉冲和接收到的回波信号之间的时间差就可以计算出飞行器的距离 确定物体的方向更加简单 事实上它就是收到回波时接收天线的指向 16 通信工程专业介绍 北京工业大学通信工程专业 年建立专业建设2个北京市重点建设学科 电路与系统 信号与信息处理1个博士点 3个二级学科硕士点 1个一级学科硕士点 17 专业方向视频传输与处理通信系统仿真研究阵列信号处理电路应用 单片机应用等嵌入式系统和DSP语音信号编码图象处理 18 通信工程专业介绍 19 通信工程专业介绍 04 06届毕业生就业情况 20 目录 通信工程专业介绍 教学计划解读 课程体系 大学与中学有什么区别 结束语 21 教学计划解读 培养目标本专业培养适应国家 特别是首都经济建设和社会发展需要的 德智体美全面发展的 具有扎实的通信工程学科理论基础知识和良好素养 掌握光纤 移动 卫星 多媒体通信等技术 掌握通信与信息系统扎实的专业知识 具备通信技术 通信系统和通信网等方面的基本理论和技术 具有计算机软硬件基础知识 初步了解自动控制专业和计算机科学与技术专业的基本知识 了解信号处理与电子系统专业方向的相关知识 外语水平较高 工程实践能力较强的工程技术型 应用型人才 可以承担通信工程及相关专业的开发和应用工作 毕业生适宜到学校 企业 科研单位 技术和行政管理部门 从事通信系统 通信设备以及信息系统类的设计 开发 制造 维护 调测 运营和管理的高素质工程技术型和应用型人才 22 教学计划解读 专业培养目标重视学生在电路理论 通信技术方面的专业能力 专业课设置重视计算机软件 硬件在本专业领域中的应用技术专业课设置致力于工程应用实践能力的训练实践环节 23 目录 通信工程专业介绍 教学计划解读 课程体系 大学与中学有什么区别 结束语 24 知识体系 课程体系 26 毛泽东思想概论邓小平理论哲学政治经济学英语体育等 高等数学线性代数概率论与数理统计大学物理复变函数与积分变换 微机原理与应用计算机软件基础C程序设计基础I面向对象程序设计C 单片机应用技术嵌入式系统计算机网络应用 电路分析基础数字电子技术II模拟电子技术I信号与系统自动控制理论II集成电路分析与设计随机信号分析数字信号处理IV通信电路原理II通信系统原理电磁场与电磁波 专业限选课专业任选课 课程实验课程设计生产实习毕业设计各类竞赛 27 数字图像处理数字语音处理与编码DSP技术与应用I 双语 单片机应用技术信号与系统IIC程序设计基础I计算机网络应用面向对象程序设计C 现代通信新技术导论专业概论 信息论基础光纤通信原理 双语 多媒体数据通信技术移动通信微波与天线卫星通信电磁兼容技术现代交换技术嵌入式系统 课程体系 28 实践环节 课程实验综合课程实验 信号处理工程应用训练 通信电路与系统实验 综合课程设计 电子工程设计I 1 电子工程设计I 2 电子工程设计I 3 现代通信课程设计等 训练学生综合利用专业知识设计中小型应用系统并解决实际问题的能力 通信实习 与通信方向一线部门北京联通公司合作完成 提高学生对实际通信设备的认知能力 提高学生对通信领域的专业认知能力 实践选修参加各类竞赛 培养学生解决专业问题的能力 团队精神毕业设计 29 课程体系 特别注意注意课程分类 选择自己喜欢的专业课程 专业基础课 必修专业选修课 选修不要为了尽早修满学分而盲目选课 修够学分就完成了任务 教学计划制定力求严谨 30 目录 通信工程专业介绍 教学计划解读 课程体系 大学与中学有什么区别 结束语 31 大学与中学有什么区别 大学和中学的区别是什么 32 课程内容改变大学课程分专业成体系 课程由三年学10门变为四年学40门 每一个学期学习的课程都不相同 大学一 二年级主要学习公共课程和基础课程 大学三年级主要学习专业基础课和部分专业课以及选修课 大学四年级重点学习专业课和进行毕业设计 做毕业论文 33 讲课方式改变由精讲到 泛讲 重要的是建立思想和概念 内容太多 时间太少许多教师都使用投影机 多媒体授课 授课手段多样化 授课进度比较快 一节课可能要讲授一章或几章的内容 听课的同学连翻书的时间都没有 抽象概念多 直观内容少 参考书目多 课外习题少 34 学习方法改变中学时期 提倡跟着老师走 大学提倡学生自主学习 课外时间要自己安排 逐渐地从 要我学 向 我要学 转变 不采用题海战术和死记硬背的方法 提倡知其然并知其所以然 提倡勤于思考 专业课考前突击 X 35 环境自由时间多了留给学生足够多的时间思考自己感兴趣的问题 做自己感兴趣的事 老师管得少了自己安排自己的生活 生活更丰富多彩没教室了中学时期 我们有固定的教室 固定的座位 听课的是固定的同学 大学没有固定的属于自己独享的教室 有时1 2节课可能在这一栋楼的某个教室学习 但3 4节课又会到另一栋楼去听课 与自己一起上课的可能还会有不同专业的同学 上自习也要自己找教室 高中的学习是苦一点 累一点 没有时间玩 但考取大学就好了 学习任务轻 玩的时间多 X 36 环境自由时间多了留给学生足够多的时间思考自己感兴趣的问题 做自己感兴趣的事 老师管得少了自己安排自己的生活 生活更丰富多彩没教室了中学时期 我们有固定的教室 固定的座位 听课的是固定的同学 大学没有固