数据通信实验教学大纲
课程名称：数据通信
英文名： Data Communications
课程编号：22041
课程总学时：100＋40
实验总学时：60＋40
实验周学时： 6学时（10周，必修实验）
开设实验项目数：必修实验7个，选修实验4个
课程总学分：4
实验课学分：2
本大纲主撰人：杨献春，陈力军
一、实验教学目标与基本要求：
通过实验教学环节，使计算机科学与技术专业学生加深对数据与计算机通信的基本概念、方法、技术的理解，掌握基本数学工具与分析方法、数据通信与网络模型以及相关算法等数据通信基本理论，具备分析、计算、模拟以及运用软件工具等实际技能。
实验设计以综合性实验以及设计创新性为主。大部分实验采用计算机软件模拟方法来实现，除达到实验为课程教学服务的主要目标外，还藉此对学生进行大量的问题求解与程序设计训练，提高学生数学建模、系统设计和编码实现等实际技能的水平。实验中需要学生掌握教学所需的一些数学分析工具和辅助软件工具，要求学生必须熟练运用Matlab、C（或C++）等编程工具及开发环境，能够运用任意一种基于单机或网络环境的多进程间通信的手段及其支撑环境（异步通信接口API、NetBIOS、Socket、RPC、fork等）实现数据传输支撑功能。
学生实验前需要基本了解通信基础概念以及具备信号处理、电子技术、计算机组织、软件基础等前导课程介绍的相关知识，能够运用通信所需基本数学分析工具及方法。通过实验，学生可以深入了解或更巩固掌握信号与信道特性、数据编码与调制、扩频、数据传输质量、传输媒体、通信接口、链路差错控制与流量控制、多路复用、数据交换等数据通信基础的基本原理以及分析方法与辅助工具。
–
二、实验课程内容与学时分配：
|
序号 |
实验项目名称 （每行不超过8字） |
内 容 提 要 （简明扼要叙述80字以内） （每行不超过18字） |
学 时 |
|||
|
本专业 |
非本 专业 |
|||||
|
一 |
必修实验： |
60学时 |
|
|
||
|
1 |
信号与信道特性 |
1、面向LSI系统应用傅立叶级数在频域上分析数字信号频谱与带宽以及基频与谐波的关系 2、利用香农信息论基本结果验证进行可靠信息传输的离散无记忆信道容量 |
8 |
|
||
|
2 |
数据编码与调制 |
1、基于基带AMI数字编码模拟B8ZS或HDB3扰码 2、模拟频带PSK 和QAM数字调制解调过程 3、运用DFT变换及 FFT算法，验证奈氏采样定理 4、模拟PCM的采样、量化、编码过程，分析量化级别与量化噪声的关系 |
12 |
|
||
|
3、 |
信道编码 |
1、选择CRC-16生成多项式按照模2除法方式或模拟数字逻辑方式实现CRC编码以及检错过程 2、模拟基于MFSK的快速和慢速FHSS、基于BPSK的DSSS，分析处理增益和差错概率 |
8 |
|
||
|
4 |
数字传输 |
1、掌握蒙地卡罗仿真，对AWGN信道上基带数字传输进行差错率评估 2、编程实现异步字符传输，加深对其的理解 3、编程实现同步数据帧传输并理解数据帧结构和比特填充等概念 |
8 |
|
||
|
5 |
链路控制 |
1、编程实现停止等待协议，感性认识数据链路层的流量控制及差错控制 2、编程实现滑动窗口流量控制，任选实现回退N帧差错控制或选择拒绝差错控制 |
8 |
|
||
|
6 |
时分复用 |
1、按照数字分级体系一次群规范模拟TDM数字复接 2、考察以太网竞争总线方式传输数据过程，体会STDM |
8 |
|
||
|
7 |
数据交换 |
1、模拟路交换电话网单个端局的话机以及通过一个中间局连接的两端局之间的话机的连接建立信令序列 2、模拟虚电路和数据报两种分组交换方式的报文传输并比较两者特点 |
8 |
|
||