《无线通信原理及应用》课程研讨课教学大纲
Wireless Communication：Principle and Practice
课程编号：130203032
总学时： 40 研讨学时： 18
学分： 3
适用对象：通信工程专业，电子信息工程专业
先修课程：信号与系统，通信原理，电磁场理论、高频电路
一、课程的性质和任务（四号黑体加粗，描述文字用四号小宋体（下同））
本课程是通信工程专业重要的专业选修课，主要介绍了现代无线通信技术的基本技术及相关系统，内容包括各类无线通信系统中出现的基础概念、重要的无线通信标准、及相关技术发展趋势。通过学习，可使学生对无线通信系统有一个较全面的了解，并初步培养学生的系统分析和设计能力。
二、教学目的与要求
课程的目标是：学生通过该课程的认真学习，应该了解现代无线通信的基本技术和相关系统的基本组成，并掌握重要的无线通信标准、以及相关技术发展趋势。课程以概念介绍为主，结合实际系统为实例展开讨论。
三、教学内容
第一讲：移动无线通信发展历史与趋势
1.教学重点和难点：
① 无线通信的特点。
② 无线电波的频段划分。
③未来无线通信的趋势。
2.教学基本要求：
① 了解无线移动通信系统的发展过程。
② 通过有线通信和无线通信的对比理解无线通信的特点。
③ 了解射频频段划分；了解无线通信系统的工作频段；了解授权频谱和免授权频谱；了解电波传播的常见类型；了解无线通信的射频工作方式。
④未来移动无线通信的发展趋势。
3.教学基本内容：
① 无线通信系统的发展。
② 典型无线通信系统。
③ 未来无线通信系统的发展趋势。
4.教学建议：
① 授课2学时，建议结合实际的移动通信系统进行讨论。
② 对移动无线通信发展历史、趋势、无线通信的特点、无线频谱的划分进行研讨。
③ 讨论无线通信发展过程中的里程碑事件，对关键性人物事迹研读，做PPT进行宣讲。
第二讲：蜂窝通信系统
1.教学重点和难点：
① 频率复用。
② 同频干扰和系统容量。
③ 信道分配策略。
④ 信道切换。
⑤ 蜂窝网的容量分析以及提高蜂窝系统容量的方法。
2.教学基本要求：
① 了解广播、寻呼系统、蜂窝系统、无绳电话、无线局域网、卫星移动通信等系统的工作方式及特点。
② 了解蜂窝系统的干扰系统；了解同频干扰、同频复用比例；掌握信干比的计算。
③ 了解信道分配的定义；了解信道分配策略，固定信道分配和动态信道分配。
④ 了解切换的定义、切换依据、切换过程；理解传统的切换启动准则；理解硬切换和软切换；理解切换过程控制类型；理解切换信道的分配原则。
⑤ 理解小区分裂和裂向方法是如何提高系统容量的及其缺点。
3.教学基本内容：
① 频率复用
② 信道分配策略
③ 切换策略
④ 干扰和系统容量
⑤中继和服务等级
⑥提高蜂窝系统容量
4.教学建议：
① 授课2学时，建议结合实际的移动通信系统进行讨论。
② 对复用技术、同频干扰、信道的分配、信道的切换、蜂窝系统容量及提供容量的方法进行研讨。
③ 可对影响蜂窝网容量的因素、提高容量的方法进行仿真分析，比较各种方法的优缺点。
第三讲：移动无线信道
1.教学重点和难点：
① 移动信道的场强估算。
② 时变信道的冲激响应
③ 移动多径信道的描述参数
④ 小尺度衰落的类型
⑤ 瑞利和莱斯衰落
2.教学基本要求：
① 了解自由空间传播模型；了解三种基本传播机制；了解直射波和反射波；了解视线传播的极限距离；了解绕射损耗。
② 了解地形、地物分类；掌握中等起伏地形上传播损耗的中值；掌握不规则地形上传播损耗的中值；掌握任意地形地区上传播损耗的中值；了解Okumura-Hata模型。
③ 了解多径传播和小尺度衰落效应；了解多普勒频移。
④ 了解多径信道的冲激响应模型。
⑤ 掌握多径时延的统计描述。
⑥ 了解基于多径时延扩展的小尺度衰落类型和基于多普勒扩展的小尺度衰落类型。
⑦ 了解瑞利分布和莱斯分布。
3.教学基本内容：
① VHF、UHF电波传播特性
② 陆地移动信道的场强估算
③ 小尺度上移动无线信道对信号的影响
④ 时变信道的冲激响应
⑤ 移动多径信道的描述参数
⑥ 小尺度衰落的类型
⑦ 瑞利和莱斯衰落
4.教学建议：
① 对无线信道的信道衰落原理、特点和分布模型，三种效应进行总结宣讲。
② 对多径衰落信道进行MATLAB仿真，研讨衰落信道对通信的影响。
第四讲：无线电中的调制技术——线性调制技术
1.教学重点和难点：
① 二进制相移键控
② 差分相移键控
③ 四相相移键控QPSK
④ 交错四相相移键控OQPSK
⑤ p/4-QPSK
2.教学基本要求：
① 掌握线性调制的特点及优点。
② 掌握BPSK、DPSK、QPSK调制解调技术
③ 了解交错QPSK调制技术、pi/4DQPSK的发送和检测。
④ 了解各种线性调制技术的接收机和发射机的结构及其在实际移动无线系统的应用。
3.教学基本内容：
① BPSK、DPSK
② QPSK调制解调技术
③ OQPSK、p/4-QPSK调制解调技术
④ 各种线性调制技术的计算机仿真
4.教学建议：
授课2学时，研讨各种线性调制方法的优缺点。
第五讲：移动无线电中的调制技术——恒包络调制
1.教学重点和难点：
① 相位连续的2FSK
② 最小频移键控MSK
③ 高斯最小频移键控GMSK
2.教学基本要求：
① 掌握恒包络调制的优点。
② 掌握影相位连续的二进制频移键控2FSK。
③ 掌握附加相位轨迹、最小频移键控MSK。
④ 掌握高斯最小频移键控GMSK及其附加相位轨迹。
⑤ 掌握恒包络调制技术的仿真方法。
3.教学基本内容：
① 恒包络调制的概念
② 相位连续的二进制频移键控2FSK
③ 最小频移键控MSK及其附加相位轨迹
④ 高斯最小频移键控GMSK及其附加相位轨迹
4.教学建议：
授课2学时，对恒包络调制进行仿真，研讨仿真方法及各种调制技术的特点。
第六讲：无线电中的调制技术——线性和恒包络组合的调制技术
1.教学重点和难点：
① QAM
② 正交频分复用OFDM
③ OFDM与MFSK的异同
2.教学基本要求：
① 掌握MPSK、MFSK的原理。
② 掌握QAM调制技术。
③ 掌握OFDM调制原理。
④ 了解QAM调制信号、多进制FSK信号的功率谱和带宽效率以及两者的关系。
3.教学基本内容：
① 调制信号的几何表示
② 线性和恒包络组合的调制技术的概念
③ MFSK
④ MPSK
⑤ QAM
⑥ OFDM
4.教学建议：
授课2学时，对QAM、OFDM等调制进行仿真，研讨各种调制方法的优缺点及MFSK与OFDM带宽效率，讨论调制技术的发展趋势。
第七讲：无线通信抗干扰技术——均衡
1.教学重点和难点：
① 线性均衡器
② 非线性均衡器
③ 自适应均衡算法
2.教学基本要求：
① 了解均衡的原理。
② 了解线性均衡器的结构、类型和算法。
③ 了解非线性均衡器的结构、类型和算法。
④ 了解常用自适应均衡算法。
3.教学基本内容：
① 均衡原理
② 均衡技术分类
③ 线性均衡器
④ 非线性均衡器
⑤ 自适应均衡算法
4.教学建议：
授课2学时，建议对各种均衡技术进行仿真，研讨抗干扰的性能。
第八讲：无线通信抗干扰技术——分集
1.教学重点和难点：
① 各种分集方法。
② RAKE接收机
③ 交织器
2.教学基本要求：
① 了解分集的概念、分集类型。
② 了解各种分集方法（空间分集、时间分集、极化分集、频率分集以及合并方式）。
③ 了解RAKE接收机
④ 理解交织器
3.教学基本内容：
① 分集技术
② RAKE接收机
③ 交织
4.教学建议：
授课2学时，建议对各种分集技术及合并方式、RAKE接收机、交织器进行仿真，研讨其抗干扰的性能。
第九讲：无线通信抗干扰技术——信道编码
1.教学重点和难点：
① 各种分组码编解码技术。
② RS码
③ 卷积码
④ turbo码
2.教学基本要求：
① 理解信道编码原理
② 掌握常用线性编码：汉明码、循环码、BCH码
③ 了解Reed-Solomon码，了解卷积码、了解turbo码。
3.教学基本内容：
① 信道编码原理
② 分组码和有限域
③ 卷积码
④ turbo码
4.教学建议：
授课2学时，建议对各种常用线性分组码、卷积码及turbo码进行仿真，并对结果进行比较分析，研讨抗干扰的性能。
四、考核方式和成绩评定：
采用作业、仿真实验、专题研讨等多种形式综合考核。平时成绩总成绩10%，仿真、研讨、大作业（课程论文）成绩占总成绩90%。
五、教材及主要参考书：
1、选用教材：
《无线通信原理与应用》（第二版），Theodore S. Rappaport主编，周文安等译，电子工业出版社，2012年
2、主要参考书：
《无线通信》，AndreaGoldsmith主编，杨鸿文等译，人民邮电出版社，2007
《无线通信基础》，David Tse主编，李锵等译，人民邮电出版社，2007
