数字音频原理及应用 第4版 教案 第四章 信道编码与调制技术-教学设计.docx

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《信道编码与调制技术》教学设计

授课题目

信道编码与调制技术

课时安排

4个学时

教学目的

熟悉数字音频信号的处理流程；

熟悉信道编码的基本概念和分类，掌握差错控制的基本原理；

了解RS码、CIRC码、RSPC码、警哨码、卷积码和LDPC码的基本原理；

熟悉数字信号的基本调制方式及作用；

了解EFM编码、EFM+编码、17PP调制码、OFDM的基本原理。

教学重难点

重点：数字音频信号处理流程，差错控制的基本原理，典型信道编码，典型的调制方式；

难点：生成多项式，卷积码，OFDM的基本原理。

教学方法

讲授法，让学生了解和掌握知识点；

案例分析及对比法，通过图像/表格案例将抽象的概念具体化，并通过对比将不同概念区分，帮助学生理解知识点；

例题辅助分析、问答及讨论法，利用例题加深抽象概念的理解，并采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；

教学手段

1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；

2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。

教学进程设计

教学活动与主要表达

教学方法

章节导入

讲授：

数字电视广播系统框图中信道编码和调制所处地位。

数字音频信号的处理流程

讲授：

本章节涉及的处理环节：信道编码，附加子码，调制，附加同步信号；

信道编码：误码产生原因和特点，差错类型（随机性差错，突发性差错和混合性差错），差错控制方式，差错控制基本原理，检错与纠错原理（举例例题），最大似然译码，纠错码分类；

图片：

数字电视广播系统流程图，数字音频信号的处理流程，最小码长和检纠错能力关系示意图。

RS码

讲授：

基本概念：本原多项式，既约多项式，多项式指标，多项式的根，伽罗华域及其扩张域，伽罗华域的基本运算，相关概念的例题；

RS编码算法：参数（码组长度，信息码元长度，校验码的码元数，纠正的差错数目），例题；

RS译码算法：步骤（计算校验子，计算差错位置，计算错误值），例题；

CIRC纠错技术：交织技术，交叉交织技术，延时交叉交织技术，CIRC纠错技术；

RSPC码：概念，数据扇区的构成，ECC块，ECC块的拆分；

警哨码：动机，概念，数据扇形和ECC扇区的构成；

卷积码：基本概念，分组码，编码效率，实例，描述方法（图解法和解析法），生成矩阵和监督矩阵；

低密度奇偶校验：基本概念和特点，分类（规则的LDPC和非规则的LDPC）；

图片：

延时交叉交织技术的原理示意图，DVD中的ECC块示意图，数据扇形和ECC扇区的构成图，卷积编码器的通用结构图，卷积码编码器的实例方框图，双向图。

数字调制

讲授：

调制的概念和目的：概念，调制的目的和要求；

不同的数字调制：8-10调制，EFM调制。EFM+调制，17PP调制；

OFDM和COFDM：OFDM提出的动机和作用，OFDM工作原理，DFT，利用DFT实现OFDM调制，保护间隔，OFDM子载波，OFDM的优缺点，CPFDM的动机和主要技术特征；

图片：

OFDM调制器的基本原理图，DFT实现OFDM调制图。

重点及难点总结

讲授：

重点：数字音频信号处理流程，差错控制的基本原理，典型信道编码，典型的调制方式；

难点：生成多项式，卷积码，OFDM的基本原理。

课后思考及作业

信道编码的作用和一般要求是什么？

参考资料[1]中第四章课后习题3，5，10。

询问对本节课内容是否存在疑问。

讲授引导

教师讲授

例题辅助讲解

图例辅助分析

教师讲授

例题辅助理解

对比分析

图例辅助讲解

教师讲授

例题辅助分析

图例辅助讲解

重难点总结

课后作业

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答疑

教学环境及教具准备

教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。

教学参考资料

[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017

[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011