《通信與電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論》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)重于知識單元化,并對學(xué)生畢業(yè)的要求形成強(qiáng)有力的支撐。本書突出工程教育專業(yè)認(rèn)證的特色,書中選編的知識可以對學(xué)生的自學(xué)能力、文獻(xiàn)檢索能力和通信工程專業(yè)熱點研究能力有極大的提升。為了方便教學(xué),作者為本書專門制作了高品質(zhì)教學(xué)PPT,相關(guān)授課老師可以下載使用。另外,《通信與電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論》各章后都提供了必要的習(xí)題供教學(xué)參考。
《通信與電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論》共7章,涵蓋的主要內(nèi)容有通信與電子信息工程專業(yè)簡介、通信工程專業(yè)培養(yǎng)方案解讀、通信與信息系統(tǒng)研究內(nèi)容概述、信號與信息處理研究內(nèi)容概述、考研與就業(yè)、通信工程專業(yè)必備技能及自主學(xué)習(xí)和如何成為一名合格的畢業(yè)生。
《通信與電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論》適合作為高等院校通信工程、電子信息工程和信息工程等相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生教材或教學(xué)參考書,尤其適合作為高等院校電子信息類相關(guān)專業(yè)進(jìn)行專業(yè)認(rèn)證的參考書。
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。現(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,還要涉及政治、經(jīng)濟(jì)、社會、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,是河北省第一個通過專業(yè)認(rèn)證的工科專業(yè),在全國也屬于較早開展該項認(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、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)域研究方向及國際發(fā)展趨勢和研究熱點,以及個人和職業(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)域的國際發(fā)展趨勢和研究熱點,以及經(jīng)過文獻(xiàn)研究對日常復(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)生可以針對個人或職業(yè)發(fā)展需求,掌握相關(guān)的自主學(xué)習(xí)方法,了解拓展知識和能力的途徑,以適應(yīng)社會的發(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)重于知識單元化,并對畢業(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。書中選編的知識可以提升學(xué)生的自學(xué)能力、文獻(xiàn)檢索能力和對通信工程專業(yè)熱點的研究能力,并對復(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,力爭用通俗的語言向初學(xué)者進(jìn)行解釋,對新知識的闡述由淺入深、由簡到繁地逐層展開。
? 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算內(nèi)容,增加了通信工程專業(yè)熱點內(nèi)容,并對復(fù)雜工程問題以一條知識線進(jìn)行展開,這無論對本課程的學(xué)習(xí),還是對后續(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,然后剖析兩個專業(yè)的培養(yǎng)方案和電子信息與通信工程一級學(xué)科的研究內(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章對通信工程與電子信息工程專業(yè)進(jìn)行介紹,并對通信的發(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章對通信與信息系統(tǒng)的研究內(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,并對常見的通信系統(tǒng)進(jìn)行了簡單介紹。
第4章對信號與信息處理研究內(nèi)容進(jìn)行了概述,介紹了信號的基本概念、信息的獲取和存儲方法,并深入介紹了信息與信號處理的基本原理,詳細(xì)地給出了信號與信息處理常見的應(yīng)用領(lǐng)域。
第5章對考研和就業(yè)進(jìn)行了分析,對國內(nèi)知名高校和相應(yīng)的專業(yè)進(jìn)行了分析和介紹,還對國內(nèi)知名企業(yè)進(jìn)行了介紹,并對企業(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、儀器設(shè)備、文獻(xiàn)檢索等方面對專業(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。請在清華大學(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,加之寫作時間有限,書中可能還存在一些疏漏和不足之處,敬請各位老師和讀者批評指正。聯(lián)系郵箱:627173439@qq.com。
最后祝讀書快樂!
作者
劉帥奇 畢業(yè)于北京交通大學(xué)計算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院,獲工學(xué)博士學(xué)位。曾赴加拿大渥太華大學(xué)做訪問學(xué)者。現(xiàn)為河北大學(xué)通信系系主任、副教授和碩士研究生導(dǎo)師。目前主要從事多維信號處理、圖像處理和小波分析等相關(guān)研究。已發(fā)表和錄用論文50多篇,其中包括20篇SCI檢索期刊論文,15篇EI檢索期刊論文。主持和參與國j級與省部級相關(guān)項目15項,出版圖書3部,參與出版圖書2部。
趙杰 畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院,獲工學(xué)博士學(xué)位。曾任河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院院長,在此期間赴澳大利亞維多利亞大學(xué)做訪問學(xué)者,F(xiàn)為河北大學(xué)規(guī)劃處處長、教授、信息與通信工程碩士研究生導(dǎo)師、管理科學(xué)與工程/儀器科學(xué)與技術(shù)博士研究生導(dǎo)師、教育部高等學(xué)校電子信息類教學(xué)指導(dǎo)委員會委員。長期從事圖像處理技術(shù)的研究,主持和參與了多項國j級與省部級課題,獲河北省科技進(jìn)步獎二等獎1項、河北省教學(xué)成果獎一等獎1項。
鄭偉 畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)測試計量技術(shù)及儀器專業(yè),獲博士學(xué)位。曾任河北大學(xué)通信系系主任,F(xiàn)為河北大學(xué)教授、碩士生導(dǎo)師,主講本科生課程“數(shù)字圖像處理與分析”與“信息論”,以及碩士研究生課程“數(shù)字圖像處理”。研究方向為圖像處理與分析、圖像安全通信、圖像加密和隱藏。
田曉燕 畢業(yè)于河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院(與北京航空航天大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)),獲工學(xué)碩士學(xué)位。曾任河北大學(xué)通信系系主任。現(xiàn)為河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院教授、碩士生導(dǎo)師,主講“數(shù)字信號處理”“程控交換”“VHDL語言”等課程。研究方向為信道編譯碼與信息處理。主持和參與了多項高速數(shù)據(jù)通信的相關(guān)項目。
目 錄
第1章 通信與電子信息工程專業(yè)簡介 1
1.1 通信工程專業(yè)簡介 1
1.2 電子信息工程專業(yè)簡介 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 3
1.3.2 近代通信方式及特點 5
1.3.3 現(xiàn)代通信的特點及未來通信的發(fā)展趨勢 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)點的支撐關(guān)系 65
2.8 工程實踐能力培養(yǎng) 75
2.9 習(xí)題 97
第3章 通信與信息系統(tǒng)研究內(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)簡介 117
3.5.1 移動通信系統(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 信號與信息處理研究內(nèi)容概述 128
4.1 信號與信息處理專業(yè)簡介 128
4.2 信號的基本概念及分類 129
4.3 信息的獲取與存儲 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 144
4.4 信號與信息處理的基本原理 146
4.4.1 信號與信息處理的發(fā)展歷程 146
4.4.2 信號與信息處理的基本流程 148
4.5 信號與信息處理常見的應(yīng)用領(lǐng)域 149
4.5.1 通信信號處理 150
4.5.2 數(shù)字音頻信號處理 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)信號處理 164
4.5.6 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡介 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)對比分析 176
5.2 國內(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 國內(nèi)知名通信行業(yè)企業(yè)簡介及招聘需求分析 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 中國移動 209
5.3.8 中國電信 209
5.3.9 中國聯(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 222
6.1.4 Python語言 228
6.2 硬件開發(fā)平臺 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 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 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 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)會動手 291
7.2.4 學(xué)會思考 293
7.3 意識與意志 295
7.3.1 意識 295
7.3.2 意志 297
7.4 素質(zhì)培養(yǎng) 299
7.5 競賽 302
7.6 資格認(rèn)證 306
7.7 工程實踐能力 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