通信系统原理教学大纲

《通信系统原理》教学大纲

课程英文

PrincipleofCommunicationSystem课程代码03M0130

名

理论实验上机实践

学分3总学时48361200

学时学时学时学时

学科选修高等数学、概率论与数理统计、

课程类别课程性质任选先修课程

课信号与系统

适用专业电子信息工程开课学院信息工程学院

执笔人金小萍审定人赵会欣制定时间2024年12月

注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。

一、课程地位与课程目标

（一）课程地位

本课程是电子信息工程专业基础课中的一门学科选修课。本课程以高等数学中的积分变换、

概率论中的概率统计和信号与系统中的频域分析的基本原理为基础，主要内容为研究通信系统的

各个模块的工作原理以及系统的性能分析。

通过本课程的学习使学生掌握模拟调制、数字调制、基带信号处理以及信源编码和信道编码

等内容，为以后数字移动通信的学习打下基础。

（二）课程目标

该课程应达到的预期学习结果（ILO,IntendedLearningOutcomes）如下所示：

1、IL0-1：能系统的理解概率论、随机过程的原理，并能用于信息量和信道容量的计算、信道

建模，信号和噪声的特性分析，理解无码间干扰的时域和频域条件，能判断基带传输特性是

否存在无码间干扰等。

2、IL0-2：能认识到模拟调制系统、数字频带传输系统有多种不同的调制、解调方案，信道编

码有不同的方案等，能够通过原理的分析和推理，总结出实际通信工程在不同场景中适合的

调制解调技术和信道编码方案。

3、ILO.3:分析实验中需要解决的问题，制定实验方案，使用实验设备等工具，验证方案的正确

性，感知和认识通信系统各模块的原理，对理论和仿真实验结果展开对比分析，理解理论指

导实践的含义。

（三）思政教育目标

培养学生具有实事求是，求真务实，开拓创新的科学精神；具有精益求精的大国工匠精神;

具有科技报国的家国情怀和使命担当。

二、课程目标达成的途径与方法

主要以课堂教学为主，结合期末测试、课堂测试、小班讨论和实验等途径和方法来达成。

具体每个课程目标的达成途径与方法见下表所示。

课程目标达成途径

课程目标1到2课堂教学、课后作业、基于雨课堂的课堂测试和期末测试

课程目标3实验指导、验收、实验报告

三、课程目标与相关毕业要求的对应关系

课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）

课程目标毕业要求1-1毕业要求2-3毕业要求9-2

（支撑强度：H）（支撑强度：H）（支撑强度：M）

IL0-11

IL0-21

IL0-31

注：I.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支擦程度高、M为中等、L为低，保证H>M>L,具体对应的数

值，根据各自课程来定），括号里的数字代表权重，权重之和为1。

四、课程主要内容与基本要求

第1章绪论

教学内容：（1）通信的基本概念：（2）通信系统模型；（3）通信系统分类与通信方式；（4）

信息及其度量：（3）通信系统主要性能指标「

基本要求：了解通信的基本概念、通信系统分类与通信方式；理解通信系统的组成；熟练学

握信息及其度量、通信系统主要性能指标。

这部分是该课程的基础部分，重点掌握信息及其度量、通信系统主要性能指标。

第3章随机过程

教学内容：（1）随机过程的基本概念：（2）平稳随机过程；（3）高斯随机过程：（4）平稳随

机过程通过线性系统：（5）窄带随机过程；（6）正弦波加窄带高斯噪声：（7）高斯白噪声和带限

白噪声。

基本要求：了解随机过程的基本概念、高斯白噪声和带限白噪声；掌握平稳随机过程的定义

和判定以及功率谱密度的计算：理解各态历经性、高斯随机过程、窄带随机过程、正弦波加窄带

高斯噪声的定义和性质：掌握平稳随机过程通过线性系统的统计性质。

这部分是该课程的数学基础，为后续章节的模拟调制系统、数字基带和频带传输系统的性能

分析铺垫随机过程的知识。

第4章信道

教学内容：（1）无线信道；（2）有线信道；（3）信道的数学模型；（4）信道特性对信号传输

的影响：（5）信道中的噪声；（6）信道容量。

基本要求：了解无线信道的类型、有线信道的类型、信道中的噪声特性：理解信道的数学模

型；掌握信道特性对信号传输的影响、信道容量的计算。

这部分是建立在通信系统组成的基础上，重点讲解信道的特性对信号传输的影响以及信道容

星的计算，为后续系统性能的分析打下基础。

通过讲述高银先生的故事，引导学生树立正确的人生导向。君养持之以恒、锲而不舍的态

度，鼓励学生勇于创新、坚持不懈、做新时代追梦人。具有科技报国的家国情怀和使命担当。

第5章模拟调制系统

教学内容：（I）幅度调制（线性调制）原理：（2）线性调制的抗噪声性能分析：（3）非线性

调制（角度调制）原理：（4）调频系统的抗噪声原理：（5）各种模拟调制系统的比较。

基本要求：理解模拟调制的基本概念。掌握模拟调制的原理以及各种模拟调制系统的性能。

这部分垂点讲解模拟调制解调的原理和抗噪声性能分析，这是模拟通信的一个核心知识点。

笫6章数字基带传输系统

教学内容：（1）数字基带信号及其频谱特性；（2）基带传输的常用码型：（3）数字基带信号

传输与码间串扰：（4）无码间串式的基带传输特性；（5）基带传输系统的抗噪声性能；（6）眼图。

基本要求：熟练掌握数字基带信号及其频谱特性、数字基带信号传输与码间串扰、无码间串

扰的基带传输特性；掌握基带传输系统的抗噪声性能分析方法；理解基带传输的常用码型的构造

方法和性质；r解眼图的性质。

这部分是在前面章节的基础上，重点分析数字基带传输系统的时域和频域特性，特别是无码

间干扰特性的分析，这部分内容和数字带通传输的调制解调技术构建了现代通信网络架构物理层

的核心部分。

第7章数字带通传输系统

教学内容：（I）二进制数字调制原理；（2）二进制数字调制系统的抗噪声性能；（3）二进制

数字调制系统的性能比较；（4）多进制数字调制原理：（5）多进制数字调制系统的抗噪声性能。

基本要求：熟练掌握一.进制数字调制原理、二进制数字调制系统的抗噪声性能分析；理解二

进制数字调制系统的性能比较：掌握多进制相移键控和多进制差分相移键控的原理和抗噪声性

能。

这部分重点讲解数字调制解调的原理和抗噪声性能分析，这是现代通信的-一个核心知识点。

OFDM技术目前在4G/5G中都己经采用，但是随着6G场景对移动速率要求越来越高，OFDM

技术性能会急剧下降，希望培养学生开拓创新的科学精神，去研究性能更优越的技术，来替代

OFDM技术，要具有精益求精的大国工匠精神。

7、差错控制编码

教学内容：（1）纠错编码的基本原理、纠错编码的性能、简单的实用编码；（2）线性分组码;

（3）循环码。

基本要求：理解纠错编码的基本原理、纠错编码的性能、简单的实用编码；掌握线性分组码、

循环码。

这部分是第1章节描述的整个通信系统中，关于信道编解码原理部分。

五、课程学时安排

章节教学内学时对应课程

学生任务

号容数目标

绪论41.完成信息量、信源燧和传输速率方面的作业

1IL0-1

2.完成课中的雨课堂测试

随机过61.完成平稳随机过程的判断、计免系统自相关函数和功率

程谱密度方面的作业

32.课前预习信号系统确定性信号的特性以及概率论统计IL0-1

特性方面的计算

3.完成课中的雨课堂测试

信道41.完成信道容量方面的作业

4ILO-1

2.完成课中的雨课堂测试

模拟调41.完成各种模拟调制解调框图的绘画、输入输出信噪比计

制系统算等方面的作业

5T1.0-2

2.课前预习通信电路相关的知识点

3.完成课中的雨课堂测试

数字基6+61.完成基带信号功率谱方面的计算、码型的变换、无码间

带传输干扰判定、误码率il•算等方面的作业

6系统2.完成课中的雨课堂测试IL0-1

3.误码率和无码间干扰上完之后进行小班讨论

4.学完码型变换后安排实验

数字带8+41.完成二进制调制解调框图波形图的绘画、误码率计算、

7通传输多进制调制速率计算等方面的作业IL0-2

系统2.完成课中的雨课堂测试

差错控4

101.完成编解码作业、课堂测试IL0-2

制编码

六、实践环节及基本要求

序学生任务实验实验

实验项目学时基本要求

号性质类别

了解二进制单极性耍求学生实验操作之前必

须预习，在z•师讲解基本

AMI/HDB3码变换为

AMI/HDB3码的编操作方法后，学生按照每

1码型变换实2验证必做

组2个人自由组合，按照

验码规则;熟悉HDB3

码的基本特征；熟实验指导书的操作步骤，

悉HDB3码的编译记录相关实验结果，并能

码器的工作原理和对实验结果有预期的止确

实现方法。判断，并回答实验指导书

中的思考题，撰写实验报

告«

要求学生实验操作之前必

须预习，在老师讲解基本

熟悉FSK调制和解

操作方法后，学生按照每

调基本工作原理：

组2个人自由组合，按照

掌握FSK数据传输

FSK传输系实验指导书的操作步骤，

22过程：掌握FSK正验证选做

统实验记录相关实验结果，并能

交调制的基本工作

对实验结果有预期的正确

原理与实现方法。

判断,并回答实验指导书

中的思考题，撰写实验报

告。

学会用MATLAB语要求学生根据实验内容设

言设计单极性和双计相应的实验方案，基于

极性码元的时域和不同的参数设计，每个同

数字基带信功率谱密度：学会学撰写相应的程序代码，

号的系统仿

34对数字基带信号的并进行调试测试和仿真分设计必做

直设计系统进行仿真设析，最后针对程序原理和

计,并把性能仿真仿真结果回答老师的提

结果和理论结果进问，撰写实验报告。

行对比。

要求用MATLAB产要求学生根据实验内容设

生独立等概的二进计相应的实验方案，基于

制信源，画出不同的参数设计，每个同

2DPSK调2DPSK

制解调的仿信号波形及其功率学撰写相应的程序代码，

44设计必做

真设计谱；画出相干解调并进行调试测试和仿真分

和相位比较法后的析，最后针对程序原理和

信号波形。仿真结果回答老师的提

问，撰写实验报告。

加深对QPSK数字调要求学生根据实验内容设

制技术的理解；并计相应的实验方案，基于

学会使用matlab仿不同的参数设计，每个同

真工具进行功率谱学撰写相应的程序代码，

的分析。要求用并进行调试测试和仿真分

QPSK调制

解调的仿真MATLAB产生独立析，最后针对程序原理和

55设计选做

设计等概的二进制信仿真结果回答老师的提

源,画出QPSK信号问.撰写实验报告。

波形及其功率谱：

画出相干解调后的

信号波形。

注：L实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。

七、考核方式、成绩评定

占总成绩比

考核内容考核方式评定标准（依据）

例

点名记录

含到课率、课堂讨论发言、平时作

过程考核回答问题记录20%

业等

课堂测试成绩

验收成绩

实验考核验收及实验报告25%

报告批改成绩

期末考核闭卷卷面成绩55%

考核类别考试

成绩登记方式百分制

八、课程目标达成度评价方法

课程目标