《數(shù)字通信原理》課程標準

PAGEPAGE9《通信原理A》課程標準課程編碼：N042003800總課時：72理論：54實踐：18學分：4.5適用專業(yè)：通信工程設(shè)計與監(jiān)理一、課程性質(zhì)與作用通信原理課程是通信工程設(shè)計與監(jiān)理專業(yè)的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程主要講述現(xiàn)代通信的基本原理和基本分析方法，主要內(nèi)容包括模擬通信和數(shù)字通信原理，側(cè)重于數(shù)字通信原理。課程內(nèi)容體系重視基本概念的表述、基本原理的分析、基本技能的訓練，以現(xiàn)代通信系統(tǒng)為背景，以分析通信系統(tǒng)的性能為主線，內(nèi)容安排依照由淺入深分為三個部分：基礎(chǔ)知識、基本原理和原理應(yīng)用。其前導課程有數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)、通信概論等，后續(xù)課程有通信工程設(shè)計及概預(yù)算、線務(wù)工程等課程。本課程的作用是使學生掌握通信系統(tǒng)的基本概念、基本理論、基本技術(shù)和系統(tǒng)性能分析方法，熟知通信仿真工具的應(yīng)用，了解通信新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，培養(yǎng)學生具備獲取知識、分析問題和解決問題的能力，為本領(lǐng)域的進一步學習和研究奠定基礎(chǔ)，以適應(yīng)現(xiàn)代信息社會對電信類人才的需求。二、課程設(shè)計思路指導思想及課程設(shè)計的總體思路：該課程采用“波形分析--頻譜分析--仿真分析”的分析方法、內(nèi)容安排依照“基礎(chǔ)建立--理論分析--圖形講解”的次序，講練結(jié)合、理論與實踐相結(jié)合、理論與新技術(shù)相結(jié)合、采用正確的教學指導思想、先進的教學理念、科學的教學方法指導教學。課程開發(fā)路徑：近年來通信技術(shù)發(fā)展迅猛，新的通信技術(shù)不斷研究、新的通信方式不斷提出、新的通信系統(tǒng)不斷應(yīng)用。為了使該課程走在學科發(fā)展的前沿，需要及時補充通信的新技術(shù)和未來發(fā)展方面的內(nèi)容。本課程主要討論信息的處理、傳輸及通信系統(tǒng)的應(yīng)用，側(cè)重信息傳輸原理，并且結(jié)合通信仿真軟件systemview對其相應(yīng)理論作仿真教學，同時注重理論與實踐的結(jié)合，培養(yǎng)學生的基本原理和系統(tǒng)觀念，強調(diào)學生的動手能力培養(yǎng)。教學內(nèi)容確定：在教學內(nèi)容上理論基礎(chǔ)和實際工程相結(jié)合，既有嚴密的理論體系，又與工程實際緊密結(jié)合，同時注重知識演進的邏輯性、課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性。教學內(nèi)容分為基礎(chǔ)篇、基本原理篇、原理應(yīng)用篇?；A(chǔ)篇從認識通信系統(tǒng)開始，帶著大家認識通信信號，理解基帶傳輸。通過項目一到項目二的學習，引導學生認識基本通信過程。在每個項目中，通過具體任務(wù)引導學生認識通信系統(tǒng)、信號和傳輸；基本原理篇通過項目三和項目六的學習與實踐，深入理解通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)：基帶傳輸、調(diào)制、編碼與同步的原理；原理應(yīng)用篇通過項目七到項目九的學習與實踐，深入剖析了數(shù)字通信系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)的具體應(yīng)用，結(jié)合實際通信系統(tǒng)，進一步掌握原理篇中的關(guān)鍵技術(shù)的作用機理，最后，為緊跟技術(shù)的發(fā)展，介紹了新一代通信新技術(shù)的基本原理。在項目制內(nèi)容的組織上，按照通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以信息的傳輸為主線，逐步推進，循序漸進，突出教學體系的系統(tǒng)性，同時重視學生邏輯思維的培養(yǎng)，提高學生分析問題和解決問題的能力。教學模式：本課程是一門概念性和理論性較強的課程，也是一門實踐性要求較高的課程，具有較強的實際工程應(yīng)用背景。在教學過程中，理論聯(lián)系實際，邊理論邊實踐的原則，鼓勵學生結(jié)合實際的通信系統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備理解理論知識，在教師引導下，通過講解、演示、仿真、操作，使學生自主歸納、總結(jié)，以便增強學生對基本理論的理解；通過理論講解、課內(nèi)實驗促進學生對所學理論的理解和運用。通過教學模式的不斷改進，并積極調(diào)動圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等各類教學資源，運用現(xiàn)代教育的多媒體技術(shù)，充分利用多媒體教學設(shè)備，增加學生對知識的掌握程度，培養(yǎng)學生利用所學理論知識解決實際問題的能力。教學方法：突出學生主體地位，注重學生能力培養(yǎng)。本課程在教學過程中注重基本知識和基本技能的學習，采用多元化（例如：互動式、啟發(fā)式、分組討論式）教學方法，讓學生積極參與教學，培養(yǎng)學生的學習態(tài)度，激發(fā)學生的學習興趣，使其自主地、積極主動地思考問題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力、實際動手能力、理論聯(lián)系實際的能力，養(yǎng)成善于觀察、自主思考、獨立分析和解決問題的習慣，使學生在整個教學過程中能夠保持良好的學習態(tài)度、掌握所學專業(yè)知識、提高實際技能。通信原理課程是一門系統(tǒng)性、理論性、實踐性和應(yīng)用性都較強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，因此教學上采用課內(nèi)和課外教學相結(jié)合的方法。課內(nèi)教學以課堂教學為主，課后學生要以自學部分內(nèi)容為輔的形式。（1）課堂講授：在課堂教學過程中，指出每章的重點和難點部分，以建立基本概念、形成整體通信系統(tǒng)的思路為基礎(chǔ)。采用啟發(fā)式教學方法，課堂上會適當提出一些問題，引發(fā)學生的思考，同時活躍課堂氣氛，提高課堂質(zhì)量，集中學生的注意力。采用板書與多媒體課件+WORD習題+FLASH動畫演示相結(jié)合的方式進行課堂教學。（2）課外作業(yè)：鑒于本課程理論性強、系統(tǒng)性強，又是各專業(yè)課的重要理論基礎(chǔ)，因此作業(yè)量較大。根據(jù)情況適當增設(shè)課外輔導及作業(yè)評述。（3）課內(nèi)實驗：鑒于課程理論較抽象、較難理解，因此課內(nèi)實驗采取利用systemview仿真軟件進行驗證的方式，旨在使學生及時鞏固理論所學，同時培養(yǎng)學生動手操作能力、設(shè)計創(chuàng)新能力。（4）網(wǎng)絡(luò)平臺：課程利用智慧職教網(wǎng)絡(luò)平臺建立了資源庫，有豐富的動畫資源、課件及知識點教案、題庫等，學生可以利用課余時間進行自學，教師可以利用平臺進行簽到、考試、提問、在線輔導和答疑等。課程思政設(shè)計：結(jié)合課程內(nèi)容，將文化、自信、綠色、創(chuàng)新、協(xié)作、愛國、職業(yè)和奉獻等內(nèi)容融入課程教學，針對不同的教學內(nèi)容，融入不同的思政元素，實現(xiàn)課程思政的教學目標。課程思政設(shè)計思路如圖所示，具體實施參見第四部分?！罢n程思政”設(shè)計思路圖三、課程目標1.知識目標掌握通信系統(tǒng)的基本原理、基本技術(shù)和基本分析方法。熟悉通信系統(tǒng)的組成，了解信號、信道的特性，理解模擬調(diào)制技術(shù)，掌握數(shù)字傳輸理論，熟練掌握數(shù)字編碼原理，理解同步技術(shù)。通過通信技術(shù)的發(fā)展，將文化、自信等思政元素引入課堂，通過數(shù)字調(diào)制新技術(shù)和通信系統(tǒng)的性能指標，將創(chuàng)新和綠色等思政元素引入課堂。2.能力目標使學生增強對通信系統(tǒng)的認知能力，利用所學理論具備分析問題和解決問題的能力，能夠運用所學進行拓展性學習的能力，通過各種通信儀器設(shè)備的使用和仿真軟件的操作，提高動手操作能力。通過仿真軟件實操，將協(xié)議精神、團隊意識等思政元素引入課堂。通過專業(yè)能力學習與職業(yè)技能訓練實踐，培養(yǎng)學生的工匠精神和職業(yè)素養(yǎng)，使學生具備愛崗敬業(yè)、細致嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，掌握通信行業(yè)崗位特有的工作規(guī)范，樹立全程全網(wǎng)、團隊合作的職業(yè)精神。3.素質(zhì)目標使學生在實踐中能夠繼續(xù)學習，及時跟蹤通信前沿技術(shù)，靈活運用所學，將知識融會貫通。在實際工作和生活中，具備嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，培養(yǎng)獨立思考、解決實際問題的能力，具備團隊合作、勇于創(chuàng)新的精神。結(jié)合課程內(nèi)容，通過融入企業(yè)文化、行業(yè)發(fā)展動態(tài)、國家政策等方式，使學生加深對習近平新時代中國特色社會主義思想的認識，強化對五大發(fā)展理理念及社會主義核心價值觀的理解。四、課程內(nèi)容和要求課程內(nèi)容與教學要求序號教學單元教學內(nèi)容教學要求教學方法參考課時1認識通信系統(tǒng)通信原理說課、信息與信息量、通信系統(tǒng)模型、通信系統(tǒng)主要性能指標、信道與噪聲理解通信系統(tǒng)原理課程的性質(zhì)、課程目標；掌握消息、信息、信號的定義；掌握數(shù)字通信的概念與模型，掌握性能指標計算、信息量和熵的計算、熟練掌握信道容量的計算，將通信文化、愛國等思政元素融入課程多媒體講授6仿真軟件的使用掌握SystemView軟件的使用實驗22認識通信系統(tǒng)中的信號信號的概念及分類、常用信號、周期信號時域與頻域分析、非周期信號時域與頻域分析掌握信號的概念及分類，常用信號的特點、理解信號的時域和頻域分析方法，將自信、堅韌、持之以恒等思政元素融入課程多媒體講授6周期矩形脈沖信號時域與頻域仿真掌握利用SystemView軟件進行周期矩形脈沖信號時域與頻域仿真實驗2非周期矩形脈沖信號時域與頻域仿真掌握利用SystemView軟件進行非周期矩形脈沖信號時域與頻域仿真實驗23數(shù)字基帶傳輸數(shù)字基帶信號的碼型和波形、無碼間干擾特性、奈奎斯特準則、升余弦滾降系統(tǒng)掌握基帶傳輸常用碼型的畫法、掌握無碼間干擾條件、滾降系數(shù)及頻帶利用率的關(guān)系，將與時俱進、協(xié)調(diào)發(fā)展等思政元素融入課程多媒體講授8眼圖仿真建立仿真模型，通過眼圖觀察碼間干擾和噪聲的影響實驗24調(diào)制與解調(diào)模擬調(diào)制與解調(diào)理解調(diào)制；掌握各種模擬調(diào)制的工作原理；了解解調(diào)的方式，會畫AM、DSB調(diào)制頻譜圖，將發(fā)展理念、奉獻精神等思政元素融入課程多媒體講授6數(shù)字調(diào)制與解調(diào)掌握各種數(shù)字調(diào)制的工作原理；了解解調(diào)的方式，會畫2ASK、2FSK和2PSK、2DPSK波形，將創(chuàng)新理念、綠色環(huán)保等思政元素融入課程多媒體講授8AM和DSB調(diào)制解調(diào)仿真利用SystemView軟件對AM和DSB進行調(diào)制解調(diào)仿真實驗22ASK和2FSK調(diào)制解調(diào)仿真利用SystemView軟件對2ASK和2FSK調(diào)制解調(diào)仿真實驗22PSK和2DPSK調(diào)制解調(diào)仿真利用SystemView軟件對2PSK和2DPSK調(diào)制解調(diào)仿真實驗25編碼信源編碼掌握PCM抽樣、量化和13折線編碼方法，將節(jié)能增效、求真務(wù)實等思政元素融入課程多媒體講授8信道編碼掌握漢明碼編解碼方法、掌握循環(huán)碼編碼方法、了解卷積碼和Turbo碼，將職業(yè)素養(yǎng)、真誠自信等思政元素融入課程多媒體講授10PCM系統(tǒng)仿真利用SystemView軟件對PCM取樣定理、PCM系統(tǒng)傳輸原理進行仿真實驗2信道編譯碼仿真利用SystemView軟件對奇偶校驗碼和漢明碼進行仿真實驗26定時與同步定時系統(tǒng)、同步系統(tǒng)理解同步的概念、類型和作用，將行業(yè)規(guī)范、企業(yè)規(guī)則等思政元素融入課程多媒體講授2課時合計理論課時54實踐課時18《通信原理A》思政元素學習情境或項目子情境或子項目思政元素1認識通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)主要性能指標通過信息高速公路的可靠性和有效性等指標，提出節(jié)能綠色環(huán)保等思想信道與噪聲通過香農(nóng)的信息論的貢獻，告訴學生科學成就從來就不是一蹴而就，需要腳踏實地，虛心向前人學習，團結(jié)協(xié)作，并在前人基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新2認識通信系統(tǒng)中的信號周期信號時域與頻域分析、非周期信號時域與頻域分析通過傅里葉與三角級數(shù)的故事，告訴學生成功需要不斷堅持，有時需要克服重重困難，培養(yǎng)學生戰(zhàn)勝困難、勇往直前的堅定信念。3數(shù)字基帶傳輸奈奎斯特準則通過對奈氏準則信道帶寬與傳輸速率須相匹配的原理，告訴學生要自信，天生我才必有用，每個人需找對了屬于自己的舞臺，才能更好的施展才華4調(diào)制與解調(diào)數(shù)字調(diào)制新技術(shù)通過調(diào)制新技術(shù)的發(fā)展，引出創(chuàng)新的重要性，同時提出綠色節(jié)能等思想5編碼Turbo碼通過Turbo碼的發(fā)明，引出許多技術(shù)突破性進展出自名不見經(jīng)傳的小人物，堅定學生的自信，引導學生熱愛通信行業(yè)、培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)五、教學實施建議1.師資條件建議（1）建議課程組教師應(yīng)該具有講師（工程師）職稱以上資格師資來擔任。該教師應(yīng)該知道前導課程與本課程的相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容知識結(jié)構(gòu)，以及和后繼課程的內(nèi)在的關(guān)聯(lián)要非常熟悉。（2）課程組應(yīng)定期開展教學研究活動，由教學經(jīng)驗豐富的教師上示范課，交流教學經(jīng)驗。2.校內(nèi)外實訓環(huán)境建議（1）可以使用SystemView仿真軟件開展實踐教學，開設(shè)驗證性實驗，使學生在培養(yǎng)鍛煉動手操作能力的同時，加強理論知識的理解和掌握。（2）逐步建設(shè)校內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)實訓環(huán)境。包括傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)、接入網(wǎng)等設(shè)備，相互互連，形成一體化實驗實訓環(huán)境。（3）要同相關(guān)公司加強聯(lián)系，與企業(yè)緊密合作，建立校外實訓基地，使學生能夠參觀并接觸使用實際的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。3.教材選用編寫建議（1）目前課程選用教材（2）本課程建議參考教材4.課程資源的開發(fā)與利用建議（1）完善網(wǎng)絡(luò)課程平臺。學生利用此平臺可以方便的共享課程標準、課程整體設(shè)計方案、課程單元教學設(shè)計方案、課件、案例、習題、實訓實習項目、學習指南、習題庫等課程教學資源內(nèi)容。（2）通信仿真環(huán)境的建立?？梢赃x用SystemView軟件建立模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)、調(diào)制與解調(diào)、編碼等仿真模型，并通過波形分析、驗證理論知識的正確性。5.評價考核建議總評成績包括過程考核成績和期末成績，過程考核成績占總成績60%，期末成績占總成績40%。過程成績包括出勤（30%）、作業(yè)（10%）、階段性測驗（20%）、實驗（20%）和課堂表現(xiàn)（10%）、網(wǎng)絡(luò)學習（10%）等六項。（1）出勤：每次課不同形式的考勤，共考勤36次，占過程考核成績的30%?？记谛问桨ㄈc名、抽查點名、隨機課堂測驗等多種形式。缺席（含事假、病假、曠課）本門課程三分之一（24）課時，不允許參加期末考試。曠課1次（2小節(jié)課，下同），出勤成績扣20分；曠課2次，出勤成績記為0分。學生遲到、早退1次，出勤成績扣10分；學生請病假、事假1次出勤成績扣5分；遲到、早退累計達到5次，出勤成績記為0分。（2）作業(yè)：留作業(yè)3次以上，根據(jù)作業(yè)情況給分，作業(yè)成績采取百分制、取平均值。占過程考核成績的10%。（3）階段性測驗：采取多種題目、多種形式的階段性測驗，共安排3次階段性測驗，分別在重點章節(jié)結(jié)束時。測驗成績采取百分制、取平均的形式，階段測驗成績占過程考核成績的20%。（4）實驗：依據(jù)實驗計劃，安排9次實驗。根據(jù)實驗