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课程编号：B0202210C 开课学院： 通信与信息工程学院 课程类别：专业基础课 学时/学分：16/1 课程性质：必修 1 课程性质 本课程是为电子信息类专业大一学生开设的专业基础课程。课程贯彻通信系统中“全程全网”的理念，刻画通信工程专业体系中各层各模块（包括无线移动、光纤传输、网络交换和应用服务）的基本概念和关键技术、研究和应用热点，发展趋势以及必备的科学和研究方法等。 2 课程目标 本课程的教学目标是：引导学生建立多目标兼容的工程思想和严谨的哲学思维，培养求真务实的科学态度、独立思考的科学精神、团队合作的科学素养，掌握通信系统的基本框架、功能模块和发展趋势。使学生能够对通信工程专业有清晰的宏观把握，主动地构建自己的知识体系和能力结构，为后续各方向专业课学习奠定基础，并激发学生探索新技术和新应用的兴趣和热情。 （一）思想、素质教育目标 目标1.1培养运用科学辩证的立场、观点及方法分析和解决问题的能力。 目标1.2培养学生严谨的科学态度、独立思考与团队合作等科学精神。 目标1.3培养学生了解通信系统中复杂工程问题涉及的工程与社会相关知识。 （二）知识教学目标 目标2.1掌握通信系统的基本框架、功能模块和设计原则。 目标2.2了解通信工程专业的培养目标、毕业要求和课程体系。 目标2.3了解基本的科学研究方法和工程设计原则。 目标2.4了解通信系统和通信网络国内外应用现状及发展趋势。 （三）能力教学目标 目标3.1具备理解通信系统和通信网络体系结构的能力，并根据各功能模块和分层设计对通信系统和网络具备初步描述和分析的能力。 目标3.2激发学生探索新技术新应用的兴趣和热情，培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力。 目标3.3初步具备基础的科学研究思维并了解初步的工程设计原则。 3 课程教学内容及基本要求 本课程是学生本科阶段接触的第一门涉及专业的课程，使大学新生一踏进校门就能够通信工程的全貌有系统清晰的了解。本课程“浅近而系统”地介绍通信系统组成模块和分层体系、基本功能和设计思想。包括无线移动、光纤传输、网络交换和应用服务的基本概念和关键技术、研究和应用热点，发展趋势以及必备的科学和研究方法等。。通过学习本课程，使学生能够对自己的专业有清晰的宏观把握，激发他们学习的主动性和责任感，主动地构建自己的知识结构和能力结构，将来成为具有创新精神和实践能力的高素质专门人才。 （一）课程教学内容及知识模块顺序 通信工程专业简介（参考学时 2学时） （1）通信发展简史和主要技术分类 （2）通信工程专业定位 教学基本要求： 使学生建立“系统”的概念，了解通信和相关领域所设计的技术分类，了解通信工程专业的培养目标、毕业要求和课程体系。 无线移动通信：基本概念和原理 （参考学时 2学时） （1）无线通信概念 （2）无线电波与无线信道 （3）无线移动通信关键技术 （4）移动通信和其他无线通信系统 教学基本要求： 使学生了解无线通信的起源和特性、移动通信和无线接入网络的发展历程和趋势，掌握蜂窝移动通信系统概念和网络结构。 无线移动通信：技术进展与应用 （参考学时2学时） （1）5G需求与应用场景 （2）5G关键技术 （3）后5G（B5G）技术研究方向 教学基本要求：使学生了解5G需求、应用场景和关键技术和未来的发展方向 了解5G。 光纤通信基础（参考学时2学时） （1）光纤通信概念和系统组成 （2）光纤通信的“运输车”—光信号 （3）光纤通信的功能器件 教学基本要求： 使学生了解并掌握光纤通信的基本知识、光纤的结构和信号传输、光纤通信系统的功能模块、光纤通信网络等内容进行简单介绍。 光纤通信系统及应用（参考学时2学时） （1）光纤通信的实现基础—数字信号处理 （2）时分复用和波分复用系统 （3）光网络 教学基本要求： 使学生了解光纤通信的实现基础—数字信号处理的基本概念和初步原理。介绍光纤通信系统中的同步数字传输体制（SDH）、光波分复用技术（WDM）、光交换技术等，并对简介光纤通信的一些新技术。 网络与交换技术基础（参考学时 2学时） （1）交换技术的一般概念 （2）电路交换和分组交换 （3）网络体系结构和IP技术 教学基本要求： 使得学生掌握电路交换和分组交换的优缺点，了解网络体系结构和IP技术的基本概念和演进过程。 网络交换技术趋势（参考学时2学时） （1）SDN和NFV （2）ICN和CDN （3）IoT和移动边缘计算 教学基本要求： 使学生了解SDN和NFV的基本概念、关键技术和工作流程。了解ICN和CDN的特色和核心设计思想；了解IoT和MEC等新型的网络技术和应用 大数据和人工智能时代的通信系统与网络 （参考学时 2学时） （1）大数据和人工智能简介 （2）数据驱动的通信和网络技术 教学基本要求： 使学生理解Communication和computation融合的趋势；了解大数据和人工智能在通信技术、通信网络和业务提供等方面的应用。 （二）课程的重点、难点及解决办法 课程重点在于通信网络的结构、无线移动通信、光纤通信、网络交换的概念，难点在于如何使学生在没有专业知识的前提下对这些通信系统和网络有一个比较全面的基本认识，对自己的专业有清晰的宏观把握，能够了解大数据和人工智能在通信系统和网络中的广泛应用。可以通过启发式教学，使用浅显易懂的语言，图文并茂的多媒体教学手段，循循善诱，引人入胜，并结合实物图片和典型案例对教学难点进行讲解。 课程重点内容： （1）通信系统组成和功能模块； （2）无线移动通信的基本概念、关键技术和发展趋势； （3）光纤通信的基本概念、关键技术和发展趋势； （4）网络交互技术和业务应用的基本概念、关键技术和发展趋势； （5）大数据和人工智能在通信系统、网络和业务中的应用。 解决办法主要依托课前预习资料、在线开放资源、辅助阅读材料等教辅资源，同时通过教学中采用灵活多样的方法，包括图形化分析、案例讲解、热点技术报道等。 4 课程教学内容与课程目标对应关系矩阵 课程各知识单元与课程目标对应支撑关系如下表所示。  5 本课程与其它课程的联系与分工 本课程无先修课程。本课程是通信工程专业其他专业课的先修课程，可以使学生全面了解通信系统和通信网络的架构、组成模块、基本功能，为其他专业课的学习奠定基础。 6 对学生能力培养的要求 通过本课程的学习，学生能够系统地掌握通信系统的基本框架、功能模块和发展趋势。使学生能够对通信工程专业有清晰的宏观把握，主动地构建自己的知识体系和能力结构，为后续各方向专业课学习奠定基础，并激发学生探索新技术和新应用的兴趣和热情。 7 课程学时分配 总学时16，其中讲课16学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。  8 推荐教材 《通信工程专业导论》 ISBN：978-7-302-55643-5 王玉峰 王小明 杨梅 林晓勇 编著 定价：59元  本书内容由三个部分组成。第一部分：介绍信息与通信学科的基本知识体系，包括无线移动、光纤传输、网络交换和服务应用；第二部分：介绍热点的技术、应用和研究；第三部分：介绍科学研究方法以及创新的科学思维和实践的动手能力。 编辑推荐 本书系统地描述了通信工程及其相关专业体系（横向的功能模块：无线移动、光纤传输，网络交换和应用开发；以及纵向的分层的思维方式）、各层各模块的基本概念和关键技术、研究和应用热点（包括大数据、人工智能、物联网、移动互联网、云计算/雾计算/边缘计算等），以及必备的科学和研究方法等，从而为通信工程及相关专业的新生以后的学习、研究和工作提供方向性的指导。 适读人群 本书适用于普通高等院校通信工程类、电子信息类等专业以及其他相近专业针对低年级所开设的专业导论课程教材，也可作为通信工程和信息技术爱好者的入门读物。 配套资源 本书配有教学大纲、课程PPT、课后习题。 目录 上下滚动查看 ↓ 第1章 绪论 1.1 通信工程专业介绍 1.1.1 发展简史 1.1.2 通信工程的概念 1.1.3 通信工程的主要研究方向 1.1.4 相近专业 1.2 通信工程专业的定位 1.2.1 培养目标与毕业要求 1.2.2 课程安排 1.3 研究和应用热点和趋势 1.3.1 热点的技术和方向 1.3.2 互联网思维与未来经济的趋势 1.4 科研能力和综合素质的培养 1.4.1 科研能力 1.4.2 综合素质 1.5 章节安排与特色 第2章无线移动通信：基本概念与原理 2.1 无线通信概述 2.1.1 无线通信的发展 2.1.2 无线通信系统组成 2.2 无线电波与无线信道 2.2.1 电磁波与传播机制 2.2.2 信道衰落 2.3 无线移动通信关键技术 2.3.1 调制技术 2.3.2 编码技术 2.3.3 多天线、多载波与扩频技术 2.3.4 多址接入技术 2.3.5 抗干扰技术 2.4 移动通信系统 2.4.1 移动通信的特点 2.4.2 蜂窝移动通信系统 2.4.3 移动通信系统演进 2.5 其他无线通信系统 2.5.1 微波与卫星通信 2.5.2 短距离无线通信 思考题 参考文献 第3章光纤通信基础 3.1通信系统的基本概念 3.2 什么是光纤通信？ 3.2.1光纤通信简史 3.2.2光纤通信系统组成 3.2.3光纤通信的特点及应用 3.3光纤通信的“运输车”-载波光信号 3.3.1 光频谱带 3.3.2 分贝单位 3.4 光纤通信的传输媒介—光纤 3.4.1 光纤的结构和分类 3.4.2 光缆的结构和分类 3.4.3 光纤的导光原理 3.4.4光纤的传输特性 3.5 光纤通信的功能器件 3.5.1发送端—光源和光发送机 3.5.2 接收端—光检测器和光接收机 3.5.3 中转站—光电中继器和光放大器 3.5.4 粘接剂—无源光器件 参考文献 第4章交换技术基础 4.1 交换技术的一般概念 4. 1.1 “交换技术”引入 4.1.2 交换技术在通信技术的地位 4.2 空分复用技术 4.3 频分复用技术 4.4 时分复用技术 4.5 码分复用技术 4.6 波分复用 4.7 向分组交换过渡 4.7.1 电路交换的概念 4.7.2 报文交换的概念 4.7.3 分组交换思想 4.8 IP交换 4.8.1 OSI/RM 和TCP/IP体系 4.8.2 IP交换的思想 4.8.3 IPv4报文结构 4.8.4 域的概念和路由表 4.8.5 RIP协议 4.8.6 OSPF路由协议 4.8.7 RIP协议和OSPF协议对比 4.8.8 BGP 协议 4.9 移动交换 4.9.1移动通信概述 4.9.2 移动交换基本原理 4.9.3移动交换信令协议 4.10 ATM交换 4.10.1 ATM概念 4.10.2 ATM分组结构 4.10.3 ATM的协议参考模型 4.10.4 ATM中的AAL适配层 4.11 MPLS交换 4.11.1 MPLS的基本概念 4.11.2 MPLS技术中常用术语 4.11.3 MPLS技术的工作原理 4.11.4 MPLS报文的封装结构 4.11.5 MPLS流量工程 4.12 软交换 4.12.1 NGN模型 4.12.2 NGN特点 4.12.3 软交换协议族 4.13 IMS交换 4.13.1 IMS的特点 4.13.2 IMS相关实体 4.13.3 IMS系统架构 4.14光交换 4.14.1光交换技术概念 4.14.2光交换技术的元器件 第5章 光纤通信系统及应用 5.1 光纤通信的实现基础—数字信号处理 5.1.1 脉冲编码——将模拟信号变为数字信号 5.1.2 线路编码——减少误码方便时钟提取 5.1.3 信道复用——提高信道容量和光纤利用率 5.2时分复用系统—PDH与SDH 5.3 波分复用系统—WDM 5.4 光网络 5.4.1光纤通信网络简介 5.4.2 光纤接入网 5.4.3 光传送网 5.4.4 智能光网络—自动交换光网络 参考文献 第6章 无线移动通信：技术进展与应用 6.1第五代移动通信需求与应用场景 6.1.1 5G需求挑战 6.1.25G业务类型和应用场景 6.1.35G系统性能指标 6.1.4 5G 标准化相关组织 6.1.55G 标准化推进 6.1.65G在中国 6.2第五代移动通信关键技术 6.2.1大规模MIMO技术 6.2.1非正交多址接入技术 6.2.3超密集组网技术 6.2.4高频段通信技术 6.2.5灵活双工技术 6.2.6终端直连技术 6.3未来无线移动通信展望 思考题 参考文献 第7章 网络交换技术趋势 7.1 SDN 7.1.1 SDN的核心思想 7.1.2 SDN的网络架构 7.2 NFV 7.2.1 NFV的基本概念 7.2.2 NFV的体系结构 7.2.3 NFV的核心功能--网络切片 7.2.4 NFV、SDN和云计算的技术相关性 7.3 ICN --信息中心网络 7.3.1 ICN发展现状 7.3.2 ICN中关键技术 第8章 应用与业务热点以及未来趋势 8.1 移动互联网 8.1.1 移动互联网概述 8.1.2移动互联网的业务模式 8.1.3 移动互联网发展中的安全问题 8.2 云计算 8.2.1 基本概念 8.2.2 应用场景 8.2.3 未来趋势 8.3 物联网（IOT） 8.3.1 物联网概述 8.3.2 物联网关键技术 8.3.3 业务及应用 8.3.4 未来趋势 8.4 边缘计算 8.4.1 概述 8.4.2 基本架构 8.4.3 边缘计算与云计算：协同互补，相得益彰 8.4.4 推动边缘计算发展的因素 8.4.5 应用场景举例 8.4.6 边缘计算面临的挑战 8.5 大数据 8.5.1 数据采集 8.5.2 数据加工和应用 8.6 人工智能 8.6.1人工智能对经济社会的影响 8.6.2 AI技术演进趋势 第9章 科研创新能力培养与方法训练 9.1科学研究的方法 9.2科技文献搜索和阅读 9.2.1 科技论文的信息材料搜集 9.2.2 文献的阅读和整理技巧 9.3 论文的写作过程 9.4 汇报ppt制作 |
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