前 言
在高等教育的人才培養(yǎng)體系中,課程是人才培養(yǎng)中最基本的概念,它包括靜態(tài)“科目”與動(dòng)態(tài)“進(jìn)程”兩層意義。在傳統(tǒng)的工科課程架構(gòu)中,學(xué)科導(dǎo)向成為專業(yè)課程體系構(gòu)建的基本原則,教材的編寫主要是在教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整方面。但是在工程教育領(lǐng)域,工程師的工作最顯著的特征在工程綜合能力方面,F(xiàn)代工程問題“不僅與一門學(xué)科有關(guān),而且往往要涉及多門學(xué)科的綜合知識(shí),還要涉及政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、法律、地域、資源、水文、氣象、心理和生理等因素”,并且人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位是具有工程實(shí)踐能力的工程人才,而其中非技術(shù)因素起到了不可或缺的作用,但傳統(tǒng)工科教育的課程架構(gòu)和教材卻難以滿足這一要求。在通信工程專業(yè)認(rèn)證的基礎(chǔ)上誕生的“通信與電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論”課程顯然需要滿足上述要求。
河北大學(xué)通信工程專業(yè)于2014年通過了工程教育專業(yè)認(rèn)證,是河北省第一個(gè)通過專業(yè)認(rèn)證的工科專業(yè),在全國(guó)也屬于較早開展該項(xiàng)認(rèn)證的專業(yè)。在進(jìn)行專業(yè)認(rèn)證的過程中,已經(jīng)建立了針對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念:以產(chǎn)出為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)等相關(guān)配套政策和制度,并形成了以學(xué)生為中心的工程教育培養(yǎng)體系。隨著我國(guó)工科教育的不斷發(fā)展,尤其是專業(yè)認(rèn)證和新工科的興起,對(duì)教材的形式及內(nèi)容也有了新的要求。為了建設(shè)新工科和支撐專業(yè)認(rèn)證中的畢業(yè)要求,增強(qiáng)學(xué)生的非技術(shù)能力,我們編寫了這本教材。
本教材所講述課程是一門系統(tǒng)講授通信工程專業(yè)培養(yǎng)方式、通信工程基本概念和基本理論,以及通信工程專業(yè)個(gè)人發(fā)展和職業(yè)規(guī)劃的課程,是通信工程、電子信息工程專業(yè)的核心課程。該課程主要介紹學(xué)科分類、通信工程專業(yè)培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo)及課程設(shè)計(jì)、通信工程相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論和基本方法、通信工程領(lǐng)域研究方向及國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn),以及個(gè)人和職業(yè)發(fā)展需求等內(nèi)容,注重培養(yǎng)學(xué)生通過文獻(xiàn)檢索的方法了解通信工程技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn),以及經(jīng)過文獻(xiàn)研究對(duì)日常復(fù)雜通信工程問題進(jìn)行分析而獲得有效結(jié)論的能力。本教材還強(qiáng)調(diào)學(xué)生可以針對(duì)個(gè)人或職業(yè)發(fā)展需求,掌握相關(guān)的自主學(xué)習(xí)方法,了解拓展知識(shí)和能力的途徑,以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。
本書特色
? 以新工科建設(shè)作為基本指導(dǎo)思想,以工程教育專業(yè)認(rèn)證為基本要求,側(cè)重于知識(shí)單元化,并對(duì)畢業(yè)要求形成強(qiáng)有力的支撐。
? 突出工程教育專業(yè)認(rèn)證的特色。書中選編的知識(shí)可以提升學(xué)生的自學(xué)能力、文獻(xiàn)檢索能力和對(duì)通信工程專業(yè)熱點(diǎn)的研究能力,并對(duì)復(fù)雜工程問題中的非技術(shù)因素進(jìn)行支撐,從而提高學(xué)生對(duì)復(fù)雜工程問題的分析能力。
? 讓學(xué)生能真正地了解通信工程和電子信息工程專業(yè)的定位和內(nèi)容,并對(duì)未來考研和就業(yè)有所了解,也能讓他們掌握考研和就業(yè)所必須具備的一些技能。
? 方便讀者使用。本教材既是一本真正面向?qū)W生的教材,又是一本適合教師教學(xué)的教材。本教材在保證內(nèi)容完整性和理論嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐瑫r(shí),力爭(zhēng)用通俗的語言向初學(xué)者進(jìn)行解釋,對(duì)新知識(shí)的闡述由淺入深、由簡(jiǎn)到繁地逐層展開。
? 內(nèi)容重新優(yōu)化整合。本教材舍棄了傳統(tǒng)教材中的大量公式和計(jì)算內(nèi)容,增加了通信工程專業(yè)熱點(diǎn)內(nèi)容,并對(duì)復(fù)雜工程問題以一條知識(shí)線進(jìn)行展開,這無論對(duì)本課程的學(xué)習(xí),還是對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí),都很有意義。
? 提供教學(xué)配套服務(wù)與支持。作者為本書制作了專業(yè)的高品質(zhì)教學(xué)PPT,并在每章后安排了相關(guān)習(xí)題,以方便老師教學(xué)。
本書內(nèi)容
本書共7章,首先從通信工程和電子信息工程專業(yè)講起,然后剖析兩個(gè)專業(yè)的培養(yǎng)方案和電子信息與通信工程一級(jí)學(xué)科的研究?jī)?nèi)容,最后介紹了考研和就業(yè)及自主學(xué)習(xí)的重要性。
第1章對(duì)通信工程與電子信息工程專業(yè)進(jìn)行介紹,并對(duì)通信的發(fā)展史進(jìn)行介紹,解釋了通信的地位和作用,以及通信在各行各業(yè)中的應(yīng)用。
第2章介紹了通信工程與電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,深度解析了我國(guó)的學(xué)科體系和工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本概念和要求。
第3章對(duì)通信與信息系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了概述,分析了通信的任務(wù)、通信系統(tǒng)的基本架構(gòu)和基本理論,并對(duì)常見的通信系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。
第4章對(duì)信號(hào)與信息處理研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了概述,介紹了信號(hào)的基本概念、信息的獲取和存儲(chǔ)方法,并深入介紹了信息與信號(hào)處理的基本原理,詳細(xì)地給出了信號(hào)與信息處理常見的應(yīng)用領(lǐng)域。
第5章對(duì)考研和就業(yè)進(jìn)行了分析,對(duì)國(guó)內(nèi)知名高校和相應(yīng)的專業(yè)進(jìn)行了分析和介紹,還對(duì)國(guó)內(nèi)知名企業(yè)進(jìn)行了介紹,并對(duì)企業(yè)的需求進(jìn)行了分析。
第6章從軟件開發(fā)工具、硬件開發(fā)平臺(tái)、儀器設(shè)備、文獻(xiàn)檢索等方面對(duì)專業(yè)必備技能進(jìn)行了介紹,并強(qiáng)調(diào)了自主學(xué)習(xí)的重要性。
第7章從學(xué)習(xí)方法、素質(zhì)培養(yǎng)和工程實(shí)踐能力等方面分析如何成為一名合格的畢業(yè)生。
本書讀者對(duì)象
本書可作為高等院校通信工程、電子信息工程及信息工程等專業(yè)的本科生和研究生的教材或教學(xué)參考書,亦可作為相關(guān)研究人員的參考資料,還可為高考以后選報(bào)志愿的考生提供參考。
本書教學(xué)PPT獲取方式
本書教學(xué)PPT需要讀者自行下載。請(qǐng)?jiān)谇迦A大學(xué)出版社的網(wǎng)站www.tup.com.cn上搜索到本書頁面,在頁面上找到“資源下載”欄目,然后單擊“課件下載”按鈕即可下載。
本書作者與致謝
本書主要由河北大學(xué)劉帥奇、趙杰、鄭偉和田曉燕主持編寫。在教材的編寫過程中,受到了河北大學(xué)通信工程專業(yè)認(rèn)證組成員的大力支持和配合。另外河北大學(xué)的安彥玲、郎相龍、扈琪、李鵬飛、王潔、趙傳慶、高樂樂、趙玲和馬健,以及北京交通大學(xué)的馬曉樂和辛琪也參與了部分內(nèi)容的編寫。
感謝在寫作和出版過程中給予作者大量幫助的相關(guān)老師及各位編輯!
由于作者水平所限,加之寫作時(shí)間有限,書中可能還存在一些疏漏和不足之處,敬請(qǐng)各位老師和讀者批評(píng)指正。聯(lián)系郵箱:627173439@qq.com。
最后祝讀書快樂!
作者
目 錄
第1章 通信與電子信息工程專業(yè)簡(jiǎn)介 1
1.1 通信工程專業(yè)簡(jiǎn)介 1
1.2 電子信息工程專業(yè)簡(jiǎn)介 2
1.3 通信工程專業(yè)的歷史演變 3
1.3.1 古代通信方式及特點(diǎn) 3
1.3.2 近代通信方式及特點(diǎn) 5
1.3.3 現(xiàn)代通信的特點(diǎn)及未來通信的發(fā)展趨勢(shì) 9
1.4 通信的地位和作用 11
1.5 通信在各行業(yè)中的應(yīng)用 12
1.5.1 通信在日常生活中的應(yīng)用 12
1.5.2 通信在工業(yè)中的應(yīng)用 19
1.5.3 通信在軍事方面的應(yīng)用 25
1.6 通信發(fā)展的不足 29
1.7 習(xí)題 30
第2章 通信工程專業(yè)培養(yǎng)方案解讀 31
2.1 學(xué)科體系 31
2.1.1 我國(guó)現(xiàn)有的學(xué)科體系 31
2.1.2 相近學(xué)科 33
2.2 工程教育專業(yè)認(rèn)證基本概念和要求 35
2.2.1 工程教育專業(yè)認(rèn)證與華盛頓協(xié)議 36
2.2.2 工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本要求 39
2.3 畢業(yè)要求 41
2.4 通信工程專業(yè)培養(yǎng)方案 42
2.4.1 專業(yè)介紹及定位 42
2.4.2 培養(yǎng)目標(biāo) 42
2.4.3 培養(yǎng)要求 43
2.4.4 學(xué)制、學(xué)位及畢業(yè)學(xué)分要求 43
2.4.5 課程體系設(shè)計(jì)思路與架構(gòu) 44
2.4.6 課程體系設(shè)置與工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系 46
2.4.7 分學(xué)期教學(xué)計(jì)劃與課程之間的關(guān)系 48
2.5 專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求之間的關(guān)系 55
2.6 畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的分解與課程權(quán)重系數(shù)的確定 56
2.7 課程體系與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系 65
2.8 工程實(shí)踐能力培養(yǎng) 75
2.9 習(xí)題 97
第3章 通信與信息系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容概述 98
3.1 通信的任務(wù) 98
3.2 通信系統(tǒng)分類 101
3.3 通信系統(tǒng)的基本架構(gòu) 108
3.4 通信系統(tǒng)基本理論 110
3.4.1 香農(nóng)定理 110
3.4.2 信道編碼與譯碼 111
3.4.3 信息加密與解密 116
3.5 常見的通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 117
3.5.1 移動(dòng)通信系統(tǒng) 118
3.5.2 光纖通信系統(tǒng) 120
3.5.3 網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 121
3.5.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 123
3.5.5 物聯(lián)網(wǎng)與智能網(wǎng)系統(tǒng) 124
3.6 習(xí)題 127
第4章 信號(hào)與信息處理研究?jī)?nèi)容概述 128
4.1 信號(hào)與信息處理專業(yè)簡(jiǎn)介 128
4.2 信號(hào)的基本概念及分類 129
4.3 信息的獲取與存儲(chǔ) 131
4.3.1 信息的獲取 131
4.3.2 信息的數(shù)字化表示 136
4.3.3 信息的存儲(chǔ) 144
4.4 信號(hào)與信息處理的基本原理 146
4.4.1 信號(hào)與信息處理的發(fā)展歷程 146
4.4.2 信號(hào)與信息處理的基本流程 148
4.5 信號(hào)與信息處理常見的應(yīng)用領(lǐng)域 149
4.5.1 通信信號(hào)處理 150
4.5.2 數(shù)字音頻信號(hào)處理 151
4.5.3 數(shù)字圖像處理 152
4.5.4 數(shù)字視頻處理 160
4.5.5 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理 164
4.5.6 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介 169
4.6 習(xí)題 170
第5章 考研與就業(yè) 171
5.1 考研與就業(yè)的各自出路 171
5.1.1 考研 171
5.1.2 就業(yè) 174
5.1.3 考研與就業(yè)對(duì)比分析 176
5.2 國(guó)內(nèi)通信方向知名高校院系介紹 177
5.2.1 北京郵電大學(xué) 178
5.2.2 電子科技大學(xué) 180
5.2.3 西安電子科技大學(xué) 181
5.2.4 清華大學(xué) 182
5.2.5 北京大學(xué) 184
5.2.6 北京交通大學(xué) 186
5.2.7 北京理工大學(xué) 189
5.2.8 北京航空航天大學(xué) 191
5.2.9 華中科技大學(xué) 193
5.2.10 東南大學(xué) 194
5.3 國(guó)內(nèi)知名通信行業(yè)企業(yè)簡(jiǎn)介及招聘需求分析 196
5.3.1 華為技術(shù) 196
5.3.2 小米科技 199
5.3.3 大唐電信 201
5.3.4 烽火通信 202
5.3.5 享通集團(tuán) 204
5.3.6 中天科技 208
5.3.7 中國(guó)移動(dòng) 209
5.3.8 中國(guó)電信 209
5.3.9 中國(guó)聯(lián)通 210
5.3.10 中興通訊 210
5.4 習(xí)題 212
第6章 通信工程專業(yè)必備技能及自主學(xué)習(xí) 213
6.1 軟件開發(fā)語言與工具 213
6.1.1 C語言 213
6.1.2 MATLAB編程軟件 215
6.1.3 Android平臺(tái) 222
6.1.4 Python語言 228
6.2 硬件開發(fā)平臺(tái) 233
6.2.1 單片機(jī) 233
6.2.2 DSP芯片 235
6.2.3 EDA技術(shù) 237
6.3 仿真軟件 240
6.3.1 Simulink工具箱 240
6.3.2 SimuWorks仿真平臺(tái) 242
6.3.3 LTspice電路仿真軟件 243
6.3.4 Multisim軟件 244
6.3.5 Proteus軟件 251
6.3.6 SystemView仿真軟件 251
6.4 儀器設(shè)備 253
6.4.1 示波器 253
6.4.2 信號(hào)發(fā)生器 260
6.4.3 萬用表 263
6.4.4 頻譜分析儀 267
6.4.5 頻率計(jì) 269
6.5 文獻(xiàn)檢索 270
6.6 自主學(xué)習(xí) 275
6.6.1 自主學(xué)習(xí)的特點(diǎn) 275
6.6.2 如何培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力 279
6.7 習(xí)題 283
第7章 如何成為一名合格的畢業(yè)生 284
7.1 自我審視 284
7.2 學(xué)習(xí)方法與學(xué)習(xí)態(tài)度 285
7.2.1 學(xué)會(huì)在大學(xué)里學(xué)習(xí) 285
7.2.2 科學(xué)的學(xué)習(xí)方法 290
7.2.3 學(xué)會(huì)動(dòng)手 291
7.2.4 學(xué)會(huì)思考 293
7.3 意識(shí)與意志 295
7.3.1 意識(shí) 295
7.3.2 意志 297
7.4 素質(zhì)培養(yǎng) 299
7.5 競(jìng)賽 302
7.6 資格認(rèn)證 306
7.7 工程實(shí)踐能力 310
7.8 不可忽略的非技術(shù)因素 311
7.9 習(xí)題 313
參考文獻(xiàn) 314