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1、 1 通信原理教学大纲 一、课程目的一、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
2、号与系统”。三、课程总体要求三、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、学时安排四、学时安排 教教 学学 内内 容容 教学 方式 学时学时 次数次数 第 1 章 通信与通信系统的基本概念 讲授 4 2 第 2 章 模拟调制 讲授 2 1 第 3 章 脉冲编码调制（PCM）讲授 2 1 第一篇 第 4 章 增量调制 讲授 2 1
3、 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 2 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
4、讲授 2 1 第二篇 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 第三篇 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 51 16 五、教材五、教材 张卫钢，通信原理与通信技术（第二版）张卫钢，通信原理与通信技术（第二版）M.西电出版社西电出版社.2007 年年 1 月月.
5、第一篇第一篇 通信原理通信原理（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 3 1.1 通信的概念 3 1.2 通信系统 3 1.2.1 通信系统的定义与组成 3 1.2.2 通信系统的分类 4 1.3 通信方式 7 1.4 信道和传输介质 8 1.4.1 信道的概念 8 1.4.2 传输介质 9 1.5 信号与噪声 14 1.5.1 信号的定义与分类 14 1.5.2 噪声的定义与分类 16 1.6 信号频谱与信道通频带 17 1.6.1 周期信号的频谱 17 3 1.6.2 非周期信号的频谱 20 1.6.3 信道通频带 22 1.7 信息的度量与香农公式 23 1.7.1
6、信息的度量 23 1.7.2 信道容量与香农公式 26 1.7.3 信道带宽与信道容量的关系 28 1.8 多路复用的基本概念 30 1.9 常用的通信手段 32 1.10 通信系统的性能评价 33 1.11 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 38 2.1 调制的概念 38 2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB)40 2.2.1 DSB 信号的调制 40 2.2.2 DSB 信号的解调 41 2.3 常规双边带调幅(AM)42 2.3.1 AM 信号的调制 42 2.3.2 AM 信号的解调 43 2.4 AM 和 DSB 的性能比较 44 2.5
7、 单边带调制(SSB)44 2.6 残留边带调制(VSB)46 2.7 插入载波的包络检波 48 2.8 频分复用(FDM)48 2.9 角调制 50 2.9.1 角调制的基本概念 50 2.9.2 窄带角调制和宽带角调制 52 2.9.3 调频信号的产生与解调 53 2.9.4 频率调制的特点 55 2.9.5 输出信噪比与信道带宽的关系 56 2.10 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)61 3.1 PCM 基本概念 61 3.2 抽样 61 3.3 量化 63 3.4 PCM 编码 66 3.5 抽样定理 68 3.5.1 低通
8、抽样定理 68 3.5.2 带通抽样定理 70 3.6 时分复用 71 习题与思考题 74 4 参考文献 74 第 4 章 增量调制 75 4.1 简单增量调制 75 4.1.1 增量调制的基本概念 75 4.1.2 M 的调制原理 75 4.1.3 M 的解调原理 77 4.1.4 M 调制存在的问题 78 4.2 增量总和调制 79 4.2.1 增量总和调制原理 79 4.2.2 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 82 5.1 PCM 复用与数字复接 82 5.1.1 基本概念 82 5.1.2 数字比特系列与复接等级 82
9、5.1.3 PCM 基群帧结构 83 5.1.4 数字复接的原理与分类 84 5.2 同步数字序列 SDH 简介 87 5.2.1 SDH 的提出 87 5.2.2 SDH 的帧结构 88 5.2.3 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 91 6.1 数字基带信号的码型 91 6.1.1 数字基带信号的码型设计原则 91 6.1.2 二元码 92 6.1.3 三元码 95 6.1.4 多元码 97 6.1.5 数字基带信号的功率谱 97 6.2 无码间串扰的传输波形 98 6.2.1 码间串扰的概念 98 6.2.2 第一无失真条件及传
10、输波形 99 6.3 扰码和解扰 105 6.3.1 m 序列的产生和性质 105 6.3.2 扰码和解扰原理 109 6.3.3 m 序列在误码测试中的应用 110 6.4 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 114 7.1 二进制幅度键控(2ASK)114 7.1.1 2ASK 调制的基本原理及波形表达式 114 5 7.1.2 2ASK 调制的频域特性 115 7.1.3 2ASK 调制器 116 7.1.4 2ASK 解调器 116 7.2 二进制频移键控(2FSK)117 7.2.1 2FSK 调制的基本原理及波形表达式 117 7.
11、2.2 2FSK 调制的频域特性 118 7.2.3 2FSK 调制器 118 7.2.4 2FSK 解调器 118 7.3 二进制相移键控(2PSK)119 7.3.1 2PSK 调制的基本原理及波形表达式 119 7.3.2 2PSK 调制的频域特性 120 7.3.3 2PSK 调制器 120 7.3.4 2PSK 解调器 121 7.4 二进制差分相移键控(2DPSK)122 7.4.1 2DPSK 调制的基本原理及波形表达式 122 7.4.2 2DPSK 解调 122 7.5 多进制数字调制 124 7.5.1 多进制幅度键控(MASK)124 7.5.2 多进制相移键控(MPSK
12、)125 7.5.3 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 132 8.1 差错控制编码的基本概念 132 8.2 差错控制方式 133 8.3 差错控制编码分类 135 8.4 检错和纠错原理 135 8.5 几种常用的检错码 138 8.5.1 奇偶校验码 138 8.5.2 水平奇偶校验码 139 8.5.3 二维奇偶校验码 139 8.5.4 群计数码 140 8.5.5 恒比码 140 8.6 线性分组码 141 8.7 循环码 147 习题与思考题 149 参考文献 150 第二篇第二篇 数据通信数据通信 第 9 章 数
13、据通信与通信网 153 9.1 数据通信与数据通信系统 153 9.1.1 数据通信的定义及特点 153 9.1.2 数据通信系统的组成 155 6 9.1.3 数据通信的主要性能指标 156 9.1.4 数据通信方式 157 9.2 通信网 160 9.2.1 通信网及其结构 160 9.2.2 通信网拓扑结构 162 9.3 现代通信网的支撑技术 163 9.3.1 应用层技术 163 9.3.2 业务网技术 164 9.3.3 传送网技术 165 9.3.4 支撑网技术 166 9.4 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 1
14、71 10.1 网络体系结构概述 171 10.2 网络体系结构的几个重要概念 172 10.2.1 网络协议 172 10.2.2 网络服务 173 10.2.3 面向连接服务与无连接服务 175 10.3 ISO/OSI 的参考模型 175 10.3.1 物理层 176 10.3.2 数据链路层 176 10.3.3 网络层 177 10.3.4 传输层 177 10.3.5 会话层 177 10.3.6 表示层 178 10.3.7 应用层 178 10.4 TCP/IP 网络体系结构 179 10.4.1 TCP/IP 协议分层 179 10.4.2 网络体系结构 179 10.5 T
15、CP/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 192 11.1 通信终端 192 11.1.1 数据终端的组成 192 11.1.2 数据终端设备的分类 193 11.2 通信设备 195 11.2.1 调制解调器 195 11.2.2 多路复用器 195 11.2.3 集中器 195 11.2.4 前端处理器 196 11.2.5 协议转换器 196 习题与思考题 197 7 参考文献 197 第 12 章 数据交换技术 198 12.1 交换的概念 198 12.2 交换的基本功能 200 12.
16、3 常用的交换技术 200 12.3.1 线路交换 200 12.3.2 报文交换 202 12.3.3 分组交换 203 12.3.4 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 217 13.1 网络互连的基本概念 217 13.2 网络互连设备 218 13.2.1 中继器 218 13.2.2 网桥 220 13.2.3 路由器 223 13.2.4 网关 228 13.3 几种“信道”概念的理解 230 习题与思考题 231 参考文献 231 第三篇第三篇 现代通信技术现代通信技术 (可以通过课堂讲座的形式，让学生进行
17、讲解)第 14 章 接入网技术 235 14.1 接入网的概念 235 14.2 接入网的接口技术 238 14.2.1 接入网的界定与功能模型 238 14.2.2 V5 接口 239 14.3 接入网的分类 240 14.4 接入技术 241 14.4.1 铜线接入技术（xDSL）241 14.4.2 混合光纤同轴电缆接入网 245 14.4.3 无线接入网技术 246 14.4.4 光接入网（OAN）248 14.5 结论 252 习题与思考题 253 参考文献 253 第 15 章 蓝牙技术 254 15.1 “蓝牙”的由来 254 15.2 蓝牙技术概述 254 15.3 蓝牙技术的
18、特点 257 15.4 蓝牙系统组成 257 15.5 蓝牙技术与无线局域网 259 8 15.6 蓝牙技术的实现方式 260 15.7 蓝牙技术的应用 261 15.8 蓝牙产品的现状及所面临的问题 263 15.8.1 蓝牙产品现状 263 15.8.2 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 266 16.1 IP 电话概述 266 16.2 IP 电话基本工作原理 267 16.2.1 IP 电话的系统组成 268 16.2.2 IP 电话的实现方式 270 16.3 IP 电话的相关技术标准 270 16.4 IP 电话的服务
19、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 274 17.1 光纤通信 274 17.1.1 光纤通信的概念 274 17.1.2 光纤通信的特点 274 17.1.3 光纤通信原理 276 17.1.4 光纤通信系统的组成 276 17.1.5 光端机 278 17.1.6 中继器 281 17.1.7 监控系统 281 17.2 波分复用技术（WDM）282 17.3 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 285 18.1 卫星通信的基本概念 285 18.2 通信卫星的种类 286
20、18.3 卫星通信系统分类 288 18.4 卫星通信的特点 289 18.5 卫星通信系统的组成及工作原理 289 18.6 空分多址（SDMA）293 18.7 卫星通信新技术 294 18.7.1 VSAT 卫星通信系统 294 18.7.2 低轨道（LEO）移动卫星通信系统 295 18.7.3 中轨道（MEO）移动卫星通信系统 295 18.7.4 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 9 19.1 移动通信的概念及其特点 297 19.2 移动通信系统的分类 298 19.3 移动通信技术的发展概况
21、299 19.4 移动通信系统的组成 301 19.5 GSM 移动通信系统 302 19.5.1 GSM 系统简介 302 19.5.2 GSM 数字蜂窝系统的结构 303 19.5.3 GSM 系统的传输方式 304 19.6 CDMA 移动通信系统 305 19.6.1 CDMA 系统简介 305 19.6.2 CDMA 系统工作原理 305 19.6.3 CDMA 系统的传输方式 307 19.6.4 CDMA 系统的主要优点 308 19.7 集群系统 309 19.7.1 集群系统的概念 309 19.7.2 集群系统的组成 309 19.7.3 集群系统的特点 309 19.8
22、无线寻呼系统 311 19.8.1 无线寻呼系统简介 311 19.8.2 无线寻呼系统工作过程 312 19.8.3 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 315 20.1 数字微波中继通信的概念 315 20.2 数字微波中继通信的特点 316 20.3 数字微波中继通信系统的组成 316 20.4 数字微波中间站的转接方式 318 20.5 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 322 21.1 ITS 概述 322 21.2 ITS 中的通信系统 324
23、 21.3 ITS 中的通信技术 325 21.3.1 ITS 中的通信技术概述 325 21.3.2 专用短程通信标准(DSRC)327 21.3.3 ETC 中的几种短程通信技术 328 21.4 GPS 系统 332 21.4.1 GPS 概述 332 21.4.2 GPS 系统组成 332 21.4.3 GPS 定位原理 333 21.5 国外有关系统介绍 335 21.5.1 Ali-Scout 系统 335 10 21.5.2 AMTICS 系统 336 习题与思考题 338 参考文献 338 六六 参考资料：参考资料：1 通信系统工程John G.Proakis，Masoud S
24、alehi.周宁，李晓峰翻译，高等教育出版社.2006-3 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，2007-2 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.2004-06-03 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.2006-08-01 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.2006-12 7 光纤技术，饶云江.科学出版社.2006-8-31 8 信号分析，彭启琮，邵怀宗，李明奇，电子工业出版社.2006
25、-11 9 Digital Communications(Fourth Edition)，普罗科斯，2001-10-01 10 现代通信原理，曹志刚，清华大学出版社，1992-8-1 11 数字与模拟通信系统(第六版)Leon W.Couch，II，电子工业出版社，2002-08-01 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，2003-02-01 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，2005-01-01 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，2001