通信原理教学案

专业技术资料整理WORD格式可编辑云南民族大学教案课程名称:通信原理授课班级:通信工程、电子信息工程任课教师:王霞职称:讲师课程性质:专业必修课授课学期:大学三年级下学期完美WORD格式整理分享云南民族大学教案一、讲授章节名称：第一章、绪论§1.1通信的基本概念§1.2通信系统的组成§1.3通信系统的分类与通信方式二、本章节授课时间：第一周的周二1-2节课授课学时：2学时三、本章节授课教师姓名：王霞职称：讲师四、本章节教学目标和教学要求：1、使同学了解学习通信原理的重要性；2、了解通信的概念。3、了解模拟通信系统和数字通信系统的组成，了解通信的方式。五、教学重点、难点：通信的概念，通信系统的组成和分类，通信的方式。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法教学手段：黑板板书和多媒体教学相结合，以教师讲授为主，结合学生的课堂练习和讨论。七、布置的作业及复习思考题：本次课无作业。八、选用教材和主要参考书：教材：《通信原理》（第六版），樊昌信、曹丽娜主编，北京：国防工业出版社，2011年8月第6版。完美WORD格式整理分享主要参考书：1、通信原理(第3版)周炯槃、庞沁华、续大我北京邮电大学出版社(2008-08)2、清华大学电子与信息技术系列教材:现代通信原理曹志刚、钱亚生清华大学出版社(2012-11)九、教学主要内容及教学安排：一、课程的性质、目的与任务《通信原理》是工科电子与通信类专业必修的专业基础课。通过本课程的学习，学生应能掌握通信系统的模型和一般基本理论，为进一步学习通信专业知识打下基础。二、与其它课程的联系（一）先修课程：《概率论与数理统计》、《电路分析》、《信号与系统》、《通信电子线路》。（二）后续课程：《现代通信技术》专用通信系统的学习等。（三）与《现代通信技术》的分工本课程着重介绍通信系统的基本组成和工作原理。《现代通信技术》介绍和分析现代通信系统、通信网的组成、关键技术和解发展。三、课程的特点（一）基本概念的工作原理与系统性能的分析并重；（二）理论学习与工程计算的训练相结合；（三）实验课程是重要的实践环节。四、教学总体要求（一）掌握通信系统的一般组成，工作原理，系统性能分析方法及相应的指标。（二）通过习题课及平时作业，掌握必要的分析方法和工程计算能力。（三）通过实验课提高实验水平，培养工程测试的能力。五、课程教学要求的层次课程教学要求分为了解、理解、掌握三个层次。绪论1.1通信的基本概念完美WORD格式整理分享通信的目的：传递消息中所包含的信息。消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。信息：是消息中包含的有效内容。实现通信的方式和手段：非电的：如旌旗、消息树、烽火台…电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。电信发明史：1837年：莫尔斯发明有线电报1876年：贝尔发明有线电话1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世1936年：商业电视广播开播……………后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通信”，包括光通信，因为光也是一种电磁波。在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实现的。1.2通信系统的组成1.2.1通信系统的一般模型信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道完美WORD格式整理分享两大类。噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。1.2.2模拟通信系统模型和数字通信系统模型1、模拟信号和数字信号模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克风输出电压：图1-2模拟信号数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个，如电报信号、计算机输入输出信号：图1-3数字信号通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。2、模拟通信系统模型模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统：图1-4模拟通信系统模型完美WORD格式整理分享两种变换：模拟消息原始电信号（基带信号）基带信号已调信号（带通信号）3、数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性、完成模/数转换。信道编码与译码目的：增强抗干扰能力。加密与解密目的：保证所传信息的安全。数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号。同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致。1.2.3数字通信的特点优点：1.抗干扰能力强，且噪声不积累2.传输差错可控3.便于处理、变换、存储4.便于将来自不同信源的信号综合到一起传输5.易于集成，使通信设备微型化，重量轻6.易于加密处理，且保密性好缺点：1.需要较大的传输带宽2.对同步要求高1.3通信系统的分类与通信方式1.3.1通信系统的分类按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统…完美WORD格式整理分享按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1。按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信……按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用1.3.2通信方式1、单工、半双工和全双工通信单工通信：消息只能单方向传输的工作方式半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时收发的工作方式全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方式2、并行传输和串行传输并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输。优点：节省传输时间，速度快：不需要字符同步措施缺点：需要n条通信线路，成本高完美WORD格式整理分享串行传输：将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元在一条信道上传输优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施其他分类方式：同步通信和异步通信、专线通信和网通信十、教学小结《通信原理》课程是电子信息与通信类专业的一门专业基础课，它蕴含着较深的理论基础，要求学生有较好的数学基础，才能更好的理解相应的理论。兴趣是最好的老师，给学生第一次上课，要注重以下几点：（1）强调课程的重要性，结合生活中通信技术的发展历程，如从模拟通信到数字通信，通信技术发展迅速，这些发展迅速的通信技术其最基本理论就是我们将要学习的课程，从而让学生知道本课程的学习在整个专业学习中的作用；（2）提出学习要求，介绍学习方法，灌输主动学习的思想，其目的是为了让学生少走弯路，提高学习效率，让学生学会学习，同时树立终身学习的思想；（3）介绍课程考核方法，注重过程考核，提高学生学习的积极性。完美WORD格式整理分享云南民族大学教案一、讲授章节名称：第一章、绪论§1.4信息及其度量§1.5通信系统主要性能指标§1.6小结二、本章节授课时间：第一周的周四1-2节课授课学时：2学时三、本章节授课教师姓名：王霞职称：讲师四、本章节教学目标和教学要求：1、离散信源的信息量、平均量（熵）的计算；2、码元速率、信息速率和频带利用率的定义、计算及其关系；3、误码率和误信率的定义及其关系。五、教学重点、难点：信息量、信息熵、总信息量的计算；码元速率、频带利用率、误码率、误信率的计算。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法教学手段：黑板板书和多媒体教学相结合，以教师讲授为主，结合学生的课堂练习和讨论。七、布置的作业及复习思考题：1-21-41-51-91-10八、选用教材和主要参考书：教材：《通信原理》（第六版），樊昌信、曹丽娜主编，北京：国防工业出版社，2011年8月第6版。完美WORD格式整理分享主要参考书：1、通信原理(第3版)周炯槃、庞沁华、续大我北京邮电大学出版社(2008-08)2、清华大学电子与信息技术系列教材:现代通信原理曹志刚、钱亚生清华大学出版社(2012-11)九、教学主要内容及教学安排：第一章绪论1.4信息及其度量信息：是消息中包含的有效内容如何度量离散消息中所含的信息量?1、度量信息量的原则：能度量任何消息，并与消息的种类无关。度量方法应该与消息的重要程度无关。消息中所含信息量和消息内容的不确定性有关。【例】“某客机坠毁”这条消息比“今天下雨”这条消息包含有更多的信息。上例表明：消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。2、度量信息量的方法：事件的不确定程度可以用其出现的概率来描述：消息出现的概率越小，则消息中包含的信息量就大。设：P(x)－消息发生的概率，I－消息中所含的信息量，则P(x)和I之间应该有如下关系：(1)、I是P(x)的函数：I＝I[P(x)](2)、P(x)↑，I↓；P(x)↓，I↑；(3)、P(x)=1时，I＝0；P(x)=0时，I＝；(4)、满足上述3条件的关系式如下：－信息量的定义上式中对数的底：若a=2，信息量的单位称为比特(bit)，可简记为b完美WORD格式整理分享若a=e，信息量的单位称为奈特(nat)，若a=10，信息量的单位称为哈特莱(Hartley)。通常广泛使用的单位为比特，这时有3、对于非等概率情况设：一个离散信源是由M个符号组成的集合，其中每个符号xi(i=1,2,3,…,M)按一定的概率P(xi)独立出现，即且有则x1,x2,x3,…,xM所包含的信息量分别为于是，每个符号所含平均信息量为由于H(x)同热力学中的熵形式相似，故称它为信息源的熵。4、连续消息的信息量关于连续消息的信息量可以用概率密度函数来描述。可以证明，连续消息的平均信息量为式中，f(x)－连续消息出现的概率密度。完美WORD格式整理分享1.5通信系统主要性能指标通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性1、有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。2、可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。3、模拟通信系统：有效性：可用有效传输频带来度量。可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。4、数字通信系统有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。码元传输速率RB：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud），简记为B。式中T－码元的持续时间（秒）信息传输速率Rb：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒，简记为b/s，或bps。码元速率和信息速率的关系或对于二进制数字信号：M=2，码元速率和信息速率在数量上相等。对于多进制，例如在八进制（M=8）中，若码元速率为1200B，，则信息速率为3600b/s。5、频带利用率：定义为单位带宽（1赫兹）内的传输速率，即或完美WORD格式整理分享6、可靠性：常用误码率和误信率表示。误码率误信率，又称误比特率在二进制中有1.6小结1.通信的目的、电信发明史2.通信系统的模型3.数字信号、模拟信号，基带信号、已调信号（带通信号、频带信号）4.数字通信特点5.通信系统分类6.单工、半双工、全双工通信，并行传输和串行传输7.信息及其度量8.通信系统的有效性和可靠性十、教学小结本次课将第一章的内容讲完，并做了第一章的小结，带着学生将本周两次课的内容做了复习。针对本章的重点和难点内容——信息及其度量、通信系统的有效性和可靠性，给学生讲解了课后的部分相关习题，采用当堂做题、当堂讲题的方式，教学效果很好，大部分学生能顺利解出题目，对学习后续课程充满兴趣和信心。完美WORD格式整理分享云南民族大学教案一、讲授章节名称：第二章、确知信号§2.1确知信号的类型§2.2确知信号的频域性质二、本章节授课时间：第二周的周二1-2节课授课学时：2学时三、本章节授课教师姓名：王霞职称：讲师四、本章节教学目标和教学要求：1、信号的分类及其特征；2、信号的频域分析和频谱的概念