《水聲通信技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《水聲通信技術(shù)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱水聲通信技術(shù)UnderwaterCommunicationTechnology課程編碼OSI222221025開課院部海洋與空間信息學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)通信系統(tǒng)組學(xué)分2.5課內(nèi)學(xué)時(shí)44講授32實(shí)驗(yàn)12上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)32適用專業(yè)通信工程授課語言中文先修課程信號與系統(tǒng)、通信原理課程簡介（限選）水聲通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)水下節(jié)點(diǎn)間通信以及水下目標(biāo)檢測、識別、定位和導(dǎo)航的基礎(chǔ)。課程主要傳授水聲通信技術(shù)的基本理論和實(shí)現(xiàn)方法。授課內(nèi)容包括：水聲通信系統(tǒng)基本組成，水聲基礎(chǔ)，水聲信道，水聲信道建模，水聲通信的均衡技術(shù)，水聲通信的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，水聲通信的編碼譯碼技術(shù)，水聲通信工程技術(shù)等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握在水下利用聲波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的基本原理與實(shí)現(xiàn)方法，為畢業(yè)之后從事涉水有關(guān)信號處理、通信等相關(guān)研究工作打下基礎(chǔ)。Underwateracousticcommunicationtechnologyisthebasisforrealizingunderwaternodecommunicationandunderwatertargetdetection,recognition,positioningandnavigation.Thecoursemainlyteachesthebasictheoryandimplementationmethodofunderwateracousticcommunicationtechnology.Theteachingcontentsinclude:basiccompositionofunderwateracousticcommunicationsystem,underwateracousticFoundation,underwateracousticchannel,underwateracousticchannelmodeling,equalizationtechnologyofunderwateracousticcommunication,modulationanddemodulationtechnologyofunderwateracousticcommunication,codinganddecodingtechnologyofunderwateracousticcommunication,underwateracousticcommunicationengineeringtechnology,etc.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmasterthebasicprinciplesandimplementationmethodsoflong-distancecommunicationusingsoundwavesunderwater,layingafoundationforengaginginrelatedresearchworksuchassignalprocessingandcommunicationaftergraduation.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握水聲學(xué)的基礎(chǔ)知識，能分析水聲信道的特點(diǎn)和進(jìn)行信道建模。是2.12.12M2目標(biāo)2：掌握水聲通信系統(tǒng)的基本組成，能分析和實(shí)現(xiàn)水聲通信的均衡、調(diào)制解調(diào)和編碼譯碼。是2.22.23M3目標(biāo)3：掌握水聲通信工程技術(shù)的基礎(chǔ)知識，能考慮工程實(shí)施中的安全、法律和環(huán)境等問題。是3.43.4三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章水聲通信系統(tǒng)概論本章重點(diǎn)難點(diǎn)：水聲通信系統(tǒng)的基本組成及其特征。/////21.11.1水聲通信系統(tǒng)的基本組成水聲通信系統(tǒng)框圖，水聲通信機(jī)各單元的功能，水聲通信的關(guān)鍵參數(shù)。M2,M31講授1自學(xué)31.21.2水聲信道的特點(diǎn)水聲信道的簡要特點(diǎn)，水聲信道對通信的要求M10.5講授0.5自學(xué)41.31.3水聲通信技術(shù)的發(fā)展國外的發(fā)展情況，國內(nèi)的發(fā)展情況，展望。M30.5講授0.5自學(xué)5第二章水聲基礎(chǔ)和水聲信道本章重點(diǎn)難點(diǎn)：水聲傳播方程，水聲信道建模方法。/////62.12.1聲學(xué)基礎(chǔ)和聲納方程聲學(xué)基礎(chǔ)知識，聲納方程M12講授2自學(xué)72.22.2水聲信道水聲傳播特點(diǎn)，水聲信道特性，水聲信道對水聲信號的影響。M11講授1自學(xué)82.32.3水聲信道建模簡正波模型，射線模型，信道參數(shù)化建模，信道估計(jì)。M13講授3自學(xué)9第三章水聲通信關(guān)鍵技術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：反轉(zhuǎn)信號處理，均衡，調(diào)制解調(diào)，編碼譯碼/////103.13.1時(shí)間反轉(zhuǎn)信號處理水聲信道時(shí)延與多普勒雙擴(kuò)展，時(shí)間反轉(zhuǎn)信號處理，時(shí)間反轉(zhuǎn)處理使用方法M1,M23講授3自學(xué)113.23.2水聲通信的調(diào)制解調(diào)振幅鍵控，頻移鍵控，相移鍵控，新型調(diào)制解調(diào)技術(shù)。M23講授3自學(xué)123.33.3水聲通信的均衡技術(shù)均衡的原理，判決反饋均衡，性能特征。M1,M22講授2自學(xué)133.43.4水聲通信的信道編譯碼適合水聲信道的編碼分析，典型水聲信道的編碼和譯碼算法。M1,M23講授3自學(xué)143.53.5新型的水聲通信技術(shù)新型水聲通信技術(shù)，矢量傳感器技術(shù)。M2,M31講授，討論1自學(xué)15第四章水聲通信中的正交頻分復(fù)用本章重點(diǎn)難點(diǎn)：正交頻分復(fù)用的原理，水聲通信的正交頻分復(fù)用方案。/////164.14.1OFDM概述OFDM概述，OFDM的優(yōu)點(diǎn)，OFDM的實(shí)現(xiàn)與發(fā)展。M21講授1自學(xué)174.24.2OFDM的基本原理OFDM的基本原理，F(xiàn)FT算法實(shí)現(xiàn)，水聲通信中的OFDM的典型參數(shù)。M22講授2自學(xué)184.34.3OFDM的關(guān)鍵問題譜特征，比特和功率分配，峰均比，水聲通信中的OFDM的關(guān)鍵問題。M22講授2自學(xué)194.44.4水聲通信的OFDM實(shí)現(xiàn)基本框架，典型特征，應(yīng)用情況。M2,M33講授，討論3自學(xué)20第五章水聲通信工程技術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：水聲通信工程技術(shù)的主要問題和制約因素。/////215.15.1水聲通信工程技術(shù)案例案例講解，硬件，軟件，系統(tǒng)。M2,M32講授，討論2自學(xué)225.25.2水聲通信工程技術(shù)的制約因素安全因素，法律因素，環(huán)境因素。M32討論2自學(xué)23實(shí)驗(yàn)一水聲信道建模LS信道估計(jì)，MMSE信道估計(jì)。軟件仿真規(guī)范。M12實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告24實(shí)驗(yàn)二時(shí)間反轉(zhuǎn)信號處理時(shí)間反轉(zhuǎn)信號處理的算法設(shè)計(jì)和仿真，結(jié)果分析。M22實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告25實(shí)驗(yàn)三水聲通信的調(diào)制解調(diào)和編碼譯碼調(diào)制解調(diào)，編碼譯碼M22實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告26實(shí)驗(yàn)四水聲通信的均衡設(shè)計(jì)判決反饋均衡算法設(shè)計(jì)，仿真和結(jié)論分析。M22實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告27實(shí)驗(yàn)五水聲通信的OFDM設(shè)計(jì)OFDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)，仿真和結(jié)論分析。M2,M34實(shí)驗(yàn)4撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時(shí)表現(xiàn)1、貫穿整個(gè)教學(xué)過程，每節(jié)課設(shè)置一般性問題，課程共設(shè)置多個(gè)討論題目。2、平時(shí)測試，測試學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況，題型主要有判斷題和填空題。3、成績采用百分制，以出勤情況、回答問題情況和討論環(huán)節(jié)表現(xiàn)情況綜合評分。20%2實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)1、本課程12個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，共五個(gè)實(shí)驗(yàn)。2、成績采用百分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成情況評分。3、考核學(xué)生對課程中講解的水聲通信關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行算法設(shè)計(jì)、程序編寫和仿真分析的能力。30%3期末考試1、開卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2、主要考核學(xué)生對水聲通信中主要技術(shù)的基礎(chǔ)理論掌握能力、通信系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算能力、通信模塊的設(shè)計(jì)和分析能力。題型主要有填空題、分析題、計(jì)算題等。50%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時(shí)表現(xiàn)10%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59]A-課堂中回答問題正確，能認(rèn)真調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，能積極參與課堂討論，表述自己的正確觀點(diǎn)。B-課堂中回答問題基本正確，能比較認(rèn)真地調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，能參與課堂討論，表述觀點(diǎn)。C-課堂中回答問題基本正確，能調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，參與課堂討論。D-課堂中回答問題不正確，不能調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，不參與課堂討論。2M1實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)40%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59]A-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論。B-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得比較有效的結(jié)論。C-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，沒有正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是結(jié)合理論分析可以從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結(jié)論。D-實(shí)驗(yàn)過程中不能完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結(jié)論。3M1期末考試50%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59]參考期末考試評分標(biāo)準(zhǔn)。4M2平時(shí)表現(xiàn)10%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59]A-課堂中回答問題正確，能認(rèn)真調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，能積極參與課堂討論，表述自己的正確觀點(diǎn)。B-課堂中回答問題基本正確，能比較認(rèn)真地調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，能參與課堂討論，表述觀點(diǎn)。C-課堂中回答問題基本正確，能調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，參與課堂討論。D-課堂中回答問題不正確，不能調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，不參與課堂討論。5M2實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)40%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59]A-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論。B-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得比較有效的結(jié)論。C-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，沒有正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是結(jié)合理論分析可以從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結(jié)論。D-實(shí)驗(yàn)過程中不能完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結(jié)論。6M2期末考試50%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59]參考期末考試評分標(biāo)準(zhǔn)。7M3平時(shí)表現(xiàn)50%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59]A-課堂中回答問題正確，能認(rèn)真調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，能積極參與課堂討論，表述自己的正確觀點(diǎn)。B-課堂中回答問題基本正確，能比較認(rèn)真地調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，能參與課堂討論，表述觀點(diǎn)。C-課堂中回答問題基本正確，能調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，參與課堂討論。D-課堂中回答問題不正確，不能調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)主題，不參與課堂討論。8M3期末考試50%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59]參考期末考試評分標(biāo)準(zhǔn)。評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[M,N]=[80-100,0-79]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細(xì)1圖書|水聲通信理論與應(yīng)用,張歆,西北工業(yè)大學(xué)出版社,2012年11月,ISBN:9787561235058.（*主教材）2圖書|OFDM水聲通信,周勝利，王昭輝,