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spContent=通信的发展正在不断地改变着人们的生活方式和行为习惯,通信技术已成为加速经济、社会、文化、科技、军事等发展的基础。“通信原理”主要研究信息传输中的基本问题,即信息是如何传输的?怎样设计一套切实可行的信息传输方案?如何判断信息传输是否有效而可靠?请加入我们,一起走进“通信原理”课程!
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课程概述

“通信原理”是电子信息类专业的学科基础课程,是教育部认定的首批国家精品在线开放课程,主要讲授通信的基本原理和关键技术。本课程既有很强的理论性和系统性,又有很强的工程性和实践性。通过本课程的学习,学习者将掌握信息传输的基本原理和通信系统的性能分析方法,具备一定的分析和解决通信系统设计中的工程实践问题的能力,为后续相关专业课程的学习打下坚实的基础。

课程学习过程中,建议“通过系统学原理、着眼信号学原理、突出随机性学原理”。“通过系统学原理”就是要强调各种概念与原理在通信系统中的应用情况分析以及具体通信系统如何采用相应技术达到系统最优化,避免“只见树木、不见森林”,从而通过本课程的学习提高自身的知识综合运用能力;“着眼信号学原理”主要是因为信号是信息的载体,传递信息是通信的目的。通信系统中的每个技术环节都与信号的处理息息相关,只有通过对信号的时域、频域分析才能把握通信技术原理的本质;“突出随机性学原理”是因为通信过程面临各种随机的现象,要想把握通信规律的本质,必须研究通信信号的统计规律。因此,在课程讲授中我们强调通信过程中随机性的描述,以及统计数学工具和信号分析方法在通信系统设计中的应用。

本课程共分8章,合计36讲,138段视频,具体内容包括:绪论、信道、模拟调制技术、数字基带传输、数字频带传输、数字信号的最佳接收、同步与数字复接等。这些内容涵盖了现代信息传输领域的主要基础理论和技术,可提供丰富的通信专业基础知识。本课程还将提供课程相关的教学案例、MATLAB仿真实例,以帮助学习者加深对课程内容的理解。

另外,为了开拓学习者的视野、了解现代通信前沿技术,本课程还提供软件无线电技术、多输入多输出(MIMO)技术、无线协同通信技术、基于光子轨道角动量(OAM)的光通信,以及基于生物启发的智能通信网络等方面的前沿讲座视频和阅读材料。

授课目标

使学习者掌握信息传输的基本原理和通信系统的性能分析方法,具备一定分析和解决通信系统设计中的工程实践问题的能力,为后续相关专业课程的学习打下坚实的基础。

课程大纲

引言

              课程简介

第一章 绪论

       第1讲 通信的基本概念和通信系统的组成

              1-1 通信的基本概念和通信技术的发展

              1-2 通信系统的组成

              1-3 通信系统分类与通信方式

       第2讲 信息的度量和通信系统的性能指标

              2-1 信息及其度量

              2-2 通信系统的主要性能指标

第二章 信道

       第3讲 信道的概念和实际信道

              3-1 信道的概念

              3-2 无线信道

              3-3 有线信道

      第4讲 信道特性及其数学模型

              4-1 信道的数学模型

              4-2 信道特性对信号传输的影响

              4-3 信道中的噪声与干扰

      第5讲 信道容量

              5-1 连续信道的信道容量

              5-2  离散信道的信道容量

              第一章和第二章单元测验

              第一章和第二章单元作业

第二章 模拟调制技术

       第6讲 调制的概念和幅度调制

              6-1 调制的概念

              6-2 幅度调制基本原理

              6-3 常规调幅

              6-4 双边带调制

              6-5 单边带调制

              6-6 残留边带调制

       第7讲 幅度调制系统的抗噪声性能

              7-1 分析模型

              7-2 幅度调制相干解调的抗噪声性能

              7-3 AM信号包络检波的抗噪声性能

       第8讲 角度调制

              8-1 角度调制的基本概念

              8-2 窄带调频和宽带调频

              8-3 调频信号的产生与解调

       第9讲 调频系统的抗噪声性能

              9-1 大信噪比下的解调增益

              9-2 小信噪比时的门限效应和加重技术

       第10讲 频分复用和模拟调制技术的应用

              10-1 频分复用

              10-2 模拟调制技术的应用

              第三章单元单元测试

              第三章单元单元作业

第四章 模拟信号的数字化

       第11讲 模拟信号的抽样

              11-1 低通模拟信号的抽样定理

              11-2 带通模拟信号的抽样定理

              11-3 实际抽样

       第12讲 抽样信号的量化

              12-1 均匀量化

              12-2 非均匀量化

       第13讲 脉冲编码调制

              13-1 脉冲编码调制原理

              13-2 电话信号的PCM编译码

              13-3 PCM系统中噪声的影响

       第14讲 差分脉码调制与增量调制

              14-1 差分脉码调制

              14-2 增量调制

       第15讲 时分复用

              15-1 时分复用原理

              15-2 准同步数字体系和同步数字体系

              第四章单元测试

              第四章单元作业

       讲座一  软件无线电技术

              讲座一-1 软件无线电的提出和优势

              讲座一-2 软件无线电的发展概况

              讲座一-3 软件无线电的基本概念和关键技术

第五章 数字基带传输

         第16讲 数字基带信号及其频谱特性

              16-1 引言

              16-2 几种基本的数字基带信号

              16-3 数字基带信号的频谱分析

       第17讲 基带传输的常用码型和码间串扰

              17-1 基带传输的常用码型

              17-2 数字基带传输中的码间串扰

       第18讲 无码间串扰的基带传输特性

              18-1 无码间串扰的时域和频域条件

              18-2 无码间串扰的基带传输特性设计

       第19讲 基带传输系统的抗噪声性能与眼图

              19-1 基带传输系统的抗噪声性能

              19-2 眼图

       第20讲 部分响应基带传输系统

              20-1 第一类部分响应波形

              20-2 部分响应的一般形式

       第21讲 均衡原理

              21-1 时域均衡原理

              21-2 均衡准则与实现

              第五章单元单元测试

              第五章单元单元作业

第六章 数字调制

       第22讲 二进制振幅键控和频移键控

              22-1 二进制振幅键控

              22-2 二进制频移键控

       第23讲 二进制相移键控和差分相移键控

              23-1 二进制相移键控

              23-2  二进制差分相移键控

       第24讲 2ASK和2FSK系统的抗噪声性能

              24-1 2ASK相干解调系统的抗噪声性能

              24-2 2ASK包络检波系统的抗噪声性能

              24-3 2FSK系统的抗噪声性能

       第25讲 2PSK和2DPSK系统抗噪声性能

              25-1 2PSK系统的抗噪声性能

              25-2 2DPSK系统的抗噪声性能

              25-3 二进制数字调制系统的性能比较

       第26讲 多进制数字调制

              26-1 多进制振幅键控

              26-2 多进制频移键控

              26-3 多进制相移键控

              26-4 几种常用的多进制相移键控方式

              26-5 多进制差分相移键控

       第27讲 多进制数字调制系统的抗噪声性能

              27-1 MASK系统的抗噪声性能

              27-2 MFSK系统的抗噪声性能

              27-3 MPSK和MDPSK系统的抗噪声性能

       第28讲 正交幅度调制和最小频移键控

              28-1 正交幅度调制

              28-2 最小频移键控(上)

              28-3 最小频移键控(下)

       第29讲 正交频分复用

              29-1 多载波调制

              29-2 正交频分复用原理

              第六章单元单元测试

              第六章单元单元作业

       讲座二 多输入多输出技术

              讲座二-1 MIMO技术的发展

              讲座二-2 MIMO信道容量分析

       讲座三  无线协同通信

              讲座三-1 无线协同通信的概念

              讲座三-2  协同中继

              讲座三-3 协同MIMO

              讲座三-4 协同发送波束成形和空时编码

第七章 数字信号的最佳接收

       第30讲 数字信号的最佳接收

              30-1 数字信号接收的统计模型

              30-2 数字信号的最佳接收

              30-3 确知数字信号的最佳接收机

       第31讲 不同类型数字信号的最佳接收及其误码性能

              31-1 确知数字信号最佳接收的误码性能

              31-2 随相数字信号的最佳接收

              31-3 起伏数字信号的最佳接收

       第32讲 数字信号的匹配滤波接收

              32-1 匹配滤波原理

              32-2 匹配滤波器

              32-3 匹配滤波型最佳接收机

       第33讲 最佳基带传输系统

              33-1 理想信道下的最佳基带传输系统

              33-2 理想信道下最佳基带传输系统的误码性能

              33-3 非理想信道下的最佳基带传输系统

              第七章单元单元测试

              第七章单元单元作业

       讲座四 基于OAM的光通信技术

              讲座四-1 轨道角动量的概念和OAM光束生成方法

              讲座四-2 基于光子轨道角动量的复用和交换

第八章 同步与数字复接

       第34讲 同步的概念和载波同步

              34-1 同步的概念和分类

              34-2 有导频辅助时的载波提取

              34-3 无导频辅助时的载波提取

              34-4 载波同步的性能指标

              34-5 载波同步误差对解调性能的影响

       第35讲 码元同步

              35-1 码元同步中的外同步法

              35-2 码元同步中的自同步法

              35-3 码元同步的主要性能指标

       第36讲 帧同步、网同步和数字复接

              36-1 帧同步的概念和实现方法

              36-2 帧同步码的选择和帧同步性能指标

              36-3 网同步

              36-4 数字复接

              第八章单元单元测试

              第八章单元单元作业

       讲座五 基于生物启发的智能通信网络

              讲座五-1 生物启发网络的提出和研究现状

              讲座五-2 生物启发网络的关键技术


预备知识

 

信号与系统、随机信号分析与处理(或概率论与随机过程)

证书要求

课堂测试和单元测验占15%,作业占5%,课程讨论和交流占20%,期末考试占60%。按百分制计分,60~84分为合格,85~100为优秀。对课程有特殊贡献的学员,可以获得10~15分的加分,主要表现包括积极推广课程,积极帮助其他学员,热心参与维护课程交流群,积极帮助改进课程等。


参考资料

(一)教材

   马东堂,赵海涛,张晓瀛等编著,《通信原理》,北京:高等教育出版社,2018.03.

         

(二)参考资料

(1曹志刚、宋铁成等编著,《通信原理与应用:基础理论部分》,北京:高等教育出

   版社,2015.08.

2樊昌信,曹丽娜编著,《通信原理》(第7版),北京:国防工业出版社,2012.11.

3李晓峰,周宁,周亮等编著,《通信原理》(第二版),北京:清华大学出版社,

   2014.08.

4John G. Proakis(美)等著;李锵等译,《通信系统原理》,北京:电子工业出版

   社,2006.06.