《無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》教學(xué)大綱

《無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：13220605英文名稱(chēng)：WirelessNetworkTechnology學(xué)分：2學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)，其中理論16學(xué)時(shí)，實(shí)踐32學(xué)時(shí)先修課程：高等數(shù)學(xué)、線(xiàn)性代數(shù)課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)方向課程授課對(duì)象：網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第6學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合并迅速發(fā)展的一門(mén)學(xué)科，融合了無(wú)線(xiàn)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在軍事以及民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。該課程以課堂教學(xué)為主，輔以自學(xué)、作業(yè)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)，旨在幫助學(xué)生掌握無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐技能。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、原理和技術(shù)；了解無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用場(chǎng)景和發(fā)展趨勢(shì)；能夠分析和設(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；并且具備無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、部署和維護(hù)能力。具體的課程目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：提高學(xué)生無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的理論水平與實(shí)踐技能，了解無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)，掌握包括無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)、移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)蜂窩網(wǎng)絡(luò)等常見(jiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的基本原理、體系結(jié)構(gòu)、基本傳輸技術(shù)、以及相關(guān)協(xié)議和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。課程目標(biāo)2：通過(guò)課程學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，提高學(xué)生的案例分析和工程應(yīng)用能力。課程目標(biāo)3：通過(guò)對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)追蹤前沿技術(shù)和創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重指標(biāo)點(diǎn)4-2：能夠融合專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，采用理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的科學(xué)方法研究網(wǎng)絡(luò)工程相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3H三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1第一部分從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議體系3無(wú)線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)史4無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)展7相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化和權(quán)威組織了解無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)及相關(guān)發(fā)展歷史，了解網(wǎng)絡(luò)適配器、接入點(diǎn)、中繼器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器工作在協(xié)議棧的層次掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系及技術(shù)進(jìn)展2講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)12第二部分無(wú)線(xiàn)通信基礎(chǔ)1射頻通信基礎(chǔ)2無(wú)線(xiàn)電通信3無(wú)線(xiàn)電頻譜和認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電（重點(diǎn)）4損耗和衰落（難點(diǎn)）5調(diào)制解調(diào)/擴(kuò)頻/復(fù)用和多址6MIMO了解MIMO掌握射頻通信、無(wú)線(xiàn)電波調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相理論與技術(shù)，掌握射頻信號(hào)收發(fā)、多路信號(hào)復(fù)用等理論與技術(shù)2講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)13第三部分無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)1無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)概述2無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的組成與服務(wù)3IEEE802.11協(xié)議體系結(jié)構(gòu)（重點(diǎn)）4IEEE802.11的幀結(jié)構(gòu)（重點(diǎn)）5IEEE802.11信道分配（難點(diǎn)）6IEEE802.11節(jié)能技術(shù)（難點(diǎn)）7無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)（難點(diǎn)）了解無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過(guò)程中所需要考慮的網(wǎng)絡(luò)容量、覆蓋范圍等問(wèn)題掌握IEEE802.11協(xié)議體系結(jié)構(gòu)及信息分配2講授式啟發(fā)式討論式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)34第四部分無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)1無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)概述2IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)（重點(diǎn)）了解IEEE802.15.x系列協(xié)議掌握藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)通信及協(xié)議2講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)15第五部分無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)1傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介2無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)概述3無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)4無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧和IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)（重點(diǎn)）5無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用（難點(diǎn)）6其它無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)7無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)了解無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展掌握無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、能夠?qū)唧w無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4講授式啟發(fā)式討論式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)36第六部分無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)、蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)1無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)概述2IEEE802.16(WiMax)標(biāo)準(zhǔn)3蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介了解蜂窩通信技術(shù)了解IEEE802.16無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)2講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)37第七部分無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全及未來(lái)發(fā)展1無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全2無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)未來(lái)發(fā)展了解無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全威脅和防范措施了解5G、6G等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2講授式啟發(fā)式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3合計(jì)16序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類(lèi)型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1基于AP的WLAN組網(wǎng)熟練進(jìn)行AP和客戶(hù)端的網(wǎng)絡(luò)配置；創(chuàng)建小規(guī)模WLAN；選擇不同的無(wú)線(xiàn)頻段組建WLAN；將學(xué)生分成小組，每組一個(gè)AP，輪流對(duì)AP進(jìn)行配置，構(gòu)建基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)WLAN，熟悉無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及其應(yīng)用，熟悉密鑰設(shè)置4綜合課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)32移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)及WLAN性能測(cè)試配備無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)；測(cè)試所組建的WLAN的性能指標(biāo)（模擬不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)流），測(cè)試如吞吐量、延遲等指標(biāo)；將學(xué)生分成小組，對(duì)不同的參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并分析測(cè)試結(jié)果，熟悉802.11協(xié)議的工作原理4綜合課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)33TinyOS/nesC編程掌握TinyOS的基本功能以及基于組件的nesC程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編程技術(shù)；每人單獨(dú)操作，掌握技能熟悉TinyOS/nesC編程。4設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)34無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信在TinyOS平臺(tái)上，以nesC程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)一對(duì)TelosB節(jié)點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)通信；將學(xué)生分成小組實(shí)驗(yàn)，熟悉無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。8設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)35無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)在TinyOS平臺(tái)上，以nesC程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)多個(gè)TelosB節(jié)點(diǎn)接入信道，構(gòu)建不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；將學(xué)生分成小組實(shí)驗(yàn)，熟悉無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)。4設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)36無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集在TinyOS平臺(tái)上，以nesC程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)程序，利用TelosB節(jié)點(diǎn)的內(nèi)置溫度和濕度傳感器，收集環(huán)境溫度和濕度信息；將學(xué)生分成小組實(shí)驗(yàn)，熟悉無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集。8設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3合計(jì)32四、課程教學(xué)方法采取集中講授、課堂討論、案例分析等教學(xué)方式。五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、討論、期末考核組成，均按百分制計(jì)分，其中平時(shí)作業(yè)成績(jī)占15%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)占15%、討論成績(jī)占10%、期末考核成績(jī)占60%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)考核方式課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)555152實(shí)驗(yàn)報(bào)告555153討論055104期末考試20202060課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值303535100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績(jī)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識(shí)識(shí)別、分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域相關(guān)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識(shí)識(shí)別、分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域相關(guān)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。利用理論知識(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域相關(guān)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題有一定的識(shí)別、分析。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能利用理論知識(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域相關(guān)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別、分析。2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)分值90-100分70-89分60-69分0-59分實(shí)驗(yàn)報(bào)告按時(shí)完成，90%以上的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容齊全，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理解、掌握到位，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確。按時(shí)完成，70%以上的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容齊全，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理解、掌握較到位，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較正確。延時(shí)完成，60%以上的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容齊全，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理解、掌握基本到位，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確。不交和補(bǔ)交，50%以下的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容齊全，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理解、掌握有偏差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有錯(cuò)誤。3.討論考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分討論討論積極，提出的問(wèn)題有深度，問(wèn)題解答正確。討論較積極，提出的問(wèn)題較有深度，問(wèn)題解答較正確。討論基本參與，基本能提出問(wèn)題，問(wèn)題解答基本正確。討論不參與或不積極，基本不能提出問(wèn)題，問(wèn)題解答基本不正確。4.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)期末考核試題，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與