《无线通信与网络》课程教学大纲.docx

《无线通信与网络》教学大纲

课程编号英文名称：WirelessCommunicationandNetworking

学分：3

学时：总学时64学时，其中理论32学时，实践32学时

先修课程：电路与电子技术、计算机网络

课程类别：专业拓展课

授课对象：网络工程专业学生

教学单位：机械与电气工程学院

修读学期：第5学期

一、课程描述和目标

《无线通信与网络》是一门网络工程高年级学生的专业选修课。在通信网与计算机网日益融合、无线互联无处不在的大背景下，本课程在计算机网络基本知识的基础上，着重加强学生对网络的物理层和MAC层的认识和理解，使学生掌握无线通信和无线组网的原理和技术，拓宽其知识面和就业面，为学生将来从事无线通信与网络领域的技术工作打下良好的基础。

本课程拟达到的课程目标包括如下几个方面。

课程目标1：掌握无线通信与无线组网的原理和基本理论，了解无线信道的特性，理解掌握通过无线信道进行信息传输和组网的主要技术。

课程目标2：加强对网络协议模型中物理层和MAC层的认识和理解，掌握无线通信链路的建模方法，在此基础上理解影响无线通信网络性能的关键因素，了解蜂窝移动通信网和室内无线网络的协议和系统。

课程目标3：准确把握无线通信与网络的理论模型和实际工程问题的关系，能够将理论结果正确用于指导实际系统的设计。

课程目标4：初步具备使用MATLAB等常用工程软件建模无线通信链路与无线网络并进行性能分析的能力，为学生从事相关领域的技术研发和应用工作提供基础。

二、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-1：能够将数学、自然科学等知识应用在网络工程相关领域的工程问题的表述中，掌握对网络工程问题进行抽象和数学建模能力

课程目标1

H

2-1：能够理解网络工程领域问题的复杂性，能够应用数学、自然科学和工程科学的基本知识正确识别、表述复杂工程问题，掌握复杂工程问题的设计目标和制约条件的表达方式

课程目标2

M

4-1：能够针对复杂网络工程问题本质或需求特性设计实验，掌握实验数据与结果的采集、整理与分析的基本方法

课程目标3

H

5-1：能够选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具完成网络工程相关领域的复杂工程问题的预测与模拟

课程目标4

M

三、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求及重、难点（含德育要求）

学时

教学方式

对应课程目标

1

无线通信与无线网络概述

掌握无线通信的基本概念，了解发展历程，初步了解通过无线信道进行通信与组网的关键技术问题。

重点难点：无线通信的基本概念

德育要求：通过对无线通信与网络发展历程的介绍，培养学生追求真理的精神和改造世界的理想

2

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

2

信号与信息传输

掌握信号波形与频谱的概念，掌握线性系统的基本性质，理解通过信号承载信息的基本原理。

重点难点：信号频谱的概念

德育要求：通过介绍信号的时域和频域表示，加强学生从不同角度观察、思考、解释问题的能力，避免陷入单一、机械的思维模式

4

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

3

数字通信基础

掌握调制的概念，了解通信系统中噪声的来源和性质，理解噪声中信号检测的基本原则和方法；掌握通信系统的基本结构，了解纠错码，了解信道容量的概念。

重点难点：调制的概念和噪声的特性

德育要求：通过介绍纠错码和信道容量的关系，理解理论对实践的指导作用和实践对真理的检验作用。

6

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

4

无线信道

了解天线与电波传播的基本原理，理解路径损耗和额阴影效应，掌握无线信道中衰落的来源和基本特性。

重点难点：衰落的概念和特性

德育要求：通过无线信号传播和光线传播的类比，使学生认识事物一般规律和各自特征的关系

4

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

课程目标3

5

无线传输技术

掌握分集的概念，了解均衡的原理，理解OFDM的基本原理，了解多天线通信系统的原理。

重点难点：分集为何能对抗衰落

德育要求：通过介绍贝尔实验室发明多天线技术的过程和影响，使学生了解原始创新的重要性，培养学生的创新意识

6

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

课程目标3

6

多用户通信与组网

掌握信道复用的概念，理解基本的多址通信方法，了解多用户通信与组网的基本方法。

重点难点：如何进行信道复用

德育要求：通过对组网中协作通信技术的介绍，使学生体会到合作能够产生1+12的效果，培养学生的集体协作意识

4

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

课程目标3

7

蜂窝移动通信网络与协议

掌握蜂窝网络的基本概念，了解移动通信系统的演进，了解3GPP协议。

重点难点：蜂窝网络

德育要求：通过介绍我国在3G到5G标准演进过程中地位的变迁，激励学生为民族产业