《移动通信》课程教学大纲（本科）.docx

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1、移动通信(Mobile Communication System)课程代码：06410171学分：2.5学时：40（其中：课堂教学学时：34实验学时：6上机学时：0 课程实践学时:0 ）先修课程：信号与线性系统、概率统计、随机过程、电磁场与电磁波、通信原理、通信网、 数字通信、现代交换技术等。适用专业：通信工程、物联网工程、电子信息工程等教材：移动通信原理与系统（第3版），啜刚、王博文等编著，北京邮电大学出版社，2015 年2月第3版；一、课程性质与课程目标（一）课程性质移动通信是通信专业的重要专业课程。它建立在信号与线性系统、概率统计、随机过程、 电磁场与电磁波、通信原理、通信网、数字通信及

2、现代交换技术等课程的基础上，教会学生了解和 掌握当前移动通信系统的核心技术、主要系统结构和基本原理；教会学生了解2G/3G/4G/5G系统蜂 窝组网方案等主要技术发展趋势。为学生将来从事移动通信系统与网络的设计优化与相关技术产品 开发打下基础。通过学习，学生能够系统地掌握相关移动通信的基础知识，具备初步系统分析水平 与基础网络设计能力，养成一定的分析素质，并对专业相关重要业务与应用内容产生更好的认识。本 课程强调理论与实践结合，旨在通过课堂举例与课后实验来加强学生对知识的理解，进而培养运用 专业理论知识、分析问题与解决问题的能力，并促进创新素质的提升。（二）课程目标1 .知识点方面的目标移动通

3、信主要讲述移动通信系统与应用网络的基本理论、主要技术与分析方法，包括：1.1 掌握移动通信系统与蜂窝网络的基本概念与性能分析的基本方法。1.2 掌握移动通信电波传播的基本机理，特别是多径、频移等重要基础概念；无线信道的数学模 型及相关特征参数的计算；移动信道损耗预测公式的获取、分析和计算。1.3 掌握移动通信系统中不同阶段的信源编码技术，重点理解系统中合适的调制方法 （GMSK/QPSK/QAM/OFDM等）的原理、接收性能计算与抗衰落的效果，并能学会在实际系统中第二章移动 通信电波传 播与传播预 测模型6讲授法、讨论法、演示法、1.2、2.2第三章移动 通信中的信 源编码和调 制解调技术62

4、讲授法、讨论法、演示法、1.3、2.3第四章抗衰 落与链路性 能增强技术62讲授法、讨论法、演示法、1.3、1.4、2.4第五章蜂窝 组网技术4讲授法、讨论法、演示法、1.4、1.5、2.5第六章窄带 GSM/CDMA 及增强数字 通信的系统62讲授法、讨论法、演示法、1. 5、 1. 6 2. 5第七章宽带 3G/4G-LTE/ 及未来移动 通信技术4讲授法、讨论法、演示法、1.3、1.4、1.5、2.4、2.5合计346五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注平时作业与表现按照作业题目进行评分，总分 数平均计算（5次），网络教 学平台完成辅助教学和基础 题目的训练10%实验完成实验报告，主

5、要考查观察 与分析能力10%期末考试闭卷采用闭卷考试。试卷题型 包括填空题、简答与分析题和80%计算分析等，以卷面成绩的80%计入课程总成绩。六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1 .数字通信一基础与应用（第二版），美Bernard Sklar著，徐平平、宋铁成等译， 电子工业出版社，2002年第2版2 .无线通信原理与应用（第二版），Theodore S. Rappaport （西奥多S.拉帕波特）著， 电子工业出版社，2012年8月第1版。3 .通信系统原理，美John G. Proakis, Masoud Salehi著，电子工业出版社，2006 年第1版.移动通

6、信，李建东等编著，西安电子科技大学出版社，2006年7月第4版七、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）.采用多媒体教学手段，建议采用讲做结合的方式，多种教学手段综合运用。1 .课后每章习题要完成5-10道习题，以加深学生对所学内容的理解和掌握，建议利用网 络教学平台。2 .本课程有6个学时的实验，具体实验内容任课教师亦可以根据实际教学情况适当安排。2017年8月20日的实践与运用。1.4 掌握移动通信系统中的分集、信道编码、均衡、扩频、MIMO等抗衰落接收技术，了解移 动链路的功率与带宽自适应功能，并能学会在实际系统中的实践与运用。1.5 掌握蜂窝组网的方法与策略、

7、不同多址方式网络构建的通信容量计算、移动通信网络各阶 段发展的过程及对社会与环境的影响。1.6 重点掌握GSM/CDMA/3G/4G-LTE/5G网络的架构演变、网络内部重要概念、核心网络互通 技术，并能理解其在实际环境中的实践与运用。2.能力与素质方面的目标2.1 将移动通信基本理论与实践有机结合，培养对移动通信领域复杂工程问题进行表达的能力。2.2 能够进行移动通信系统性能分析，掌握制约系统性能的主要因素，具有在工程环境中改善移 动通信系统性能的能力。2.3 运用适合移动系统的调制编码、抗衰落接收、蜂窝组网等理论知识，掌握分析与解决数字移 动通信系统的实际工程问题的能力。2.4 通过课程仿

8、真实验，增进学生对所学内容的领悟，能够采用科学方法，分析与解释实验数 据，指导解决复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响，并理解应承担的责任。2.5 具有移动通信系统与网络的分析与设计技能，能够实施系统设计，具有一定的创新意识。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点7-1;7-2,本课程支持的毕业要求指标点如下：指标点7-1：能够理解信息通信领域的复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。指标点7-2：能够评价信息通信领域的复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响, 并理解应承担的责任。课程

9、目标毕业要求指标课程目标1课程目标2毕业要求7-1毕业要求7-2二、课程内容与教学要求（按章撰写）第一章概述（一）课程内容1 .移动通信的概念与特点：通信系统与容量，互调/领道/同频干扰等（讲授）.移动通信系统各个阶段的工作频段（讲授+案例）2 .工作方式（讲授）.移动通信的分类及应用系统（基于通信网课程的，回顾+复习）3 .移动通信网的发展方向与趋势，三大系统支持主体（讲授+案列）（二）教学要求L 了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；掌握移动通信中的基础概念：比如蜂窝系 统概念、比如同频干扰等各种干扰；了解移动通信系统的分类与应用，记住各阶段的工作频段、 了解其工作方式及发展趋势等。2,

10、理解移动通信的一般组成，能够进行系统特点的基本分析，具有一定实际工程创新意识。4 .掌握移动通信系统的主要分类方法与应用系统，具有改善系统性能的意识。5 .掌握移动通信的单工、双工、半双工、上行、下行、前向信令、后向信令等概念。6 .能够结合实际的移动通信业务，分析三大行业主体之间的联系与促进。7 .掌握移动通信技术与业务的发展趋势，培养对移动通信领域工程问题进行表达的能力。（三）重点与难点.重点牢记各个阶段的移动通信系统的基本概念，与世界及我国对应的频谱分配情况。1 .难点无第二章移动通信电波传播与传播预测模型（-）课程内容1 .概述一电波传播特性与研究方法介绍（讲授+复习电磁场课程相关内容

11、）.自由空间电波传播，3种基本传播机制（讲授+复习电磁场课程相关内容）2 .移动通信中的对数距离损耗模型与阴影衰落模型（讲授）.移动无线多径信道、参数特性、衰落信道的建模仿真（讲授本章最重要一节）3 . MINO信道的基本特点（简介）.电波传播损耗预测模型及工程应用（讲授+案例分析）（二）教学要求1 .移动环境下的无线信道是移动通信系统区别于其他通信系统的关键所在。着重掌握无线 信道的小尺度衰落效应，信道时延扩展和相关带宽，多普勒扩展和相干时间对移动通信系统设 计的影响。2 .能够对实际的信道建立相应的数学模型并分析其传输特性，掌握相关带宽、相关时间、 时延扩展、多普勒频域、衰落率、电平通过率

12、等等系统关键指标的概念公式与计算过程。3 .能够分析多径效应和多普勒运动的特性以及对系统通信性能的影响。4 .能够根据移动通信的业务与指标要求，选择设计所需的传输信道。5 .能够根据不同的外部信道环境，提出相应的传播损耗预测模型及工程应用。（三）重点与难点L重点理解与掌握时延扩展、多普勒频域、相关带宽、相关时间、电平通过率、衰落率、三种统 计分布分析等等各类概念与计算。6 .难点多径与多普勒效应对移动通信系统的影响，可预测衰落信道的建模仿真与工程测试应用。第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术（一）课程内容1 .概述一-各种信源编码、信道编码、调制方式选择（讲授+对比）.移动通信系统中的信

13、源编码（讲授+案例）2 .移动通信系统中的MSK与QPSK调制方法及应用（讲授推导+案例+参数对比，本章重点）.移动通信系统中的8PSK与MQAM等多进制调制技术（讲授+对比）3 .在移动数据通信系统中的OFDM技术（支持4G系统）（讲授+对比）（二）教学要求1 .掌握移动通信各阶段语音与图像的主要信源编码方法；掌握FSK、MSK、GMSK、OQPSK、 QAM、OFDM等常用无线调制解调方法的原理；掌握上述调制方法的抗衰落与频谱利用率性能； 理解不同调制编码方式运用与不同阶段移动通信系统的原因。2 .能够对实际的FSK、MSK、GMSK、OQPSK、QAM、OFDM系统进行识别，以及进行有效

14、性和 可靠性分析的能力。3 .能够对实际的各类信息源编码与调制解调方法建立相应的数学模型，并能分析其传输特性及带宽利用效率。4,能够结合实验设备,进行FSK、MSK、GMSK、OQPSK、QAM、OFDM等调制方法进行建模仿 真，并能理解其在工程实践中的运用情况。（三）重点与难点1.重点FSK、MSK、GMSK、OQPSK、QAM、OFDM等调制方法的时/频特征、带宽利用率、生成方法、 解调方法以及在移动通信环境下的实用性能。2,难点MSK、GMSK、OQPSK的相位路径，包络特性，占用频率点的计算，OFDM的生成原理及强抗衰 落特性的原因。第四章抗衰落与链路性能增强技术（-）课程内容1 .移

15、动通信系统中的各种抗衰落技术概述与对比（自学+对比）.分集技术的分类与方法性能分析（讲授+对比）2 .移动通信信道中的分组码、卷积码及Turbo编码及使用情况（讲授+案列）.移动通信中的码元交织方法（简介）3 .移动通信中的各类时域均衡方法（讲授+对比）. CDMA扩频的原理及扩频增益的含义（讲授）4 . MIMO与空时编码（简介+在后续选修课程中详细讲授）.链路自适应增强技术的思路（简介）（-）教学要求1 ,掌握移动通信中各种抗衰落技术的基本概念；掌握移动通信系统中各类分集、各种信道 编码、交织方法、时域均衡、扩频技术等原理；掌握上述抗衰落技术对移动通信系统性能提升 的作用；理解不同的抗衰落

16、技术运用在哪些不同阶段移动通信系统与网络中。2 .能够对实际的三种分集技术、常见移动信道编码与交织技术、常用的DS扩频技术及对 通信容量的作用等方面进行识别，以及进行有效性和可靠性分析的能力。3 .能够对实际的分集方法与信道编码方法，建立相应的数学模型，并能分析其传输特性及 带宽利用效率。4 .能够结合实验设备，对各类常用的信道编码方法进行建模仿真，并能理解其在工程实践中的运用情况。（三）重点与难点.重点三类主要分集技术的原理与性能比较、交织的方法与作用、信道卷积码的特征多项式及状 态图的计算与制作等。1 .难点信道卷积码与Turbo码的理解与数学模型建立。第五章蜂窝组网技术（-）课程内容1

17、.移动通信网的概念与特点，（漫游、切换、位置更新）（自学+对比）.频率复用与蜂窝小区的原理以及相关组网技术（讲授）2 .各类多址接入（特别是码分多址）和系统容量的原理与计算（讲授+对比）.各类无线资源的管理与控制的新理念与方法（简介+后续课程中详细讲授）3 .传统语音与当前高速数据移动网络的组成（讲授+案列）（二）教学要求1.掌握移动通信网的概念与特点；掌握频率复用与蜂窝小区的原理以及相关组网技术；掌 握各类多址接入（特别是码分多址）和系统容量的原理与计算；了解无线资源的管理与控制的 新理念与方法；理解语音与高速数据移动网络的组成。1 ,能够对不同大小与容量的蜂窝小区、常见的集中多址技术、传统

18、与现代的移动业务组网 结构等进行识别，以及进行有效性和可靠性分析的能力。3 .能够对实际的多址网络与对应通信容量，建立相应的数学模型，并能分析其系统性能。4 .能够几类多址网络进行建模仿真，并能理解其在工程实践中的运用情况。（三）重点与难点.重点频率复用与蜂窝小区的原理以及相关组网技术、各类多址接入原理、系统容量的原理与计 算等。1 .难点各类多址接入（特别是码分多址）与系统容量的原理与计算。第六章 窄带GSM/CDMA及增强数字通信的系统（一）课程内容1. GSM/IS95CDMA业务的分类，电信、承载、附加业务的概念（讲授）GSM/IS95CDMA的总体结构与各个子系统的基本功能（讲授）2

19、. 逻辑信道与物理信道的映射关系、突发脉冲数据的帧结构（讲授+对比）GSM/IS95CDMA网络的空中接口、信令接口的协议与结构（讲授）3. GSM/IS95CDMA网络的各种抗衰落技术（自学）GSM/IS95CDMA的接续切换过程及移动性管理过程（讲授+对比）4. GPRS等2.5G移动通信网络的组网与业务（自学）（二）教学要求1 .掌握GSM/IS95CDMA业务的分类，电信、承载、附加业务的概念；掌握GSM/IS95CDMA的 总体结构与各个子系统的基本功能；掌握网络中逻辑信道与物理信道的映射关系、突发脉冲数 据的帧结构；掌握上述网络的空中接口、信令接口的协议与结构；了解GSM/IS95

20、CDMA网络的各 种抗衰落技术；掌握GSM/IS95CDMA的接续切换过程及移动性管理过程；了解GPRS等网络业务。2 .能够对实际的三种GSM/IS95CDMA的业务、信道、信令等方面进行识别，以及进行有效 性和可靠性分析的能力。3 .能够对实际的GSM/IS95CDMA网络，建立相应的网络模型，并能分析业务处理能力。4 .能够结合实验设备，对各类常用的2G/2.5G网络业务进行建模仿真，并能理解其在工程 实践中的运用情况。（三）重点与难点.重点GSM/IS95CDMA的总体结构与各个子系统的基本功能、逻辑信道与物理信道的映射关系、突 发脉冲数据的帧结构。1 .难点逻辑信道与物理信道的映射关

21、系、突发脉冲数据的帧结构、接续切换过程及移动性管理过 程。第七章宽带3G/4G-LTE/及未来移动通信技术（一）课程内容1. 3G三种制式网络的系统上下行链路的结构、扩频方法（讲授+对比）3G三种制式网络的功率控制、调制技术及切换技术等（自学）2. 4G-LTE的系统需求、网络结构。（讲授+对比）4G-LTE的帧结构、物理信道、物理信号及映射。（讲授）3. LTE-Ad的各种增强性技术（自学）未来第五代无线移动通信技术的发展与新技术（简介+后续课程详细讲授）（二）教学要求1,掌握3G三种制式网络的系统上下行链路的结构、扩频方法；了解3G三种制式网络的功 率控制、调制技术及切换技术等；掌握4G-

22、LTE的系统需求、网络结构；理解4G-LTE的帧结构、 物理信道、物理信号及映射。；了解LTE-Ad的各种增强性技术；了解未来第五代无线移动通信 技术的发展与新技术。4. 能够对实际的多种3G/4G-LTE的业务、信道、信令等方面进行识别，以及进行有效性和 可靠性分析的能力。5. 能够对实际的3G/4G-LTE网络，建立相应的网络模型，并能分析业务处理能力。6. 能够理解3G/4G-LTE/5G在工程实践中的运用情况。（三）重点与难点.重点3G/4G-LTE的总体结构、逻辑信道与物理信道的映射关系、上下行链路的结构、扩频方法。1 .难点无。三、本课程开设的实验项目（如课程不含实验，该项可不填）

23、编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1移动无线通信覆盖范围测量2验证性必做1. 1、1. 2、2. 1、2. 2.2移动通信上/下行链路信号强度测量2验证性必做1.2、1.4、2.2、2. 33GSM系统信号、信道及接收机模拟程序设计2综合性必做1. 3、1. 5、2. 4、2. 5实验L移动无线通信覆盖范围测量.实验目的了解移动无线通信覆盖范围。1 .实验主要内容(1)根据要求在移动通信硬件实验系统平台上连接相应模块。(2)在数字示波器上观察输出波形与电平。2 .设备要求(1)移动通信硬件实验系统平台(2)安捷伦数字示波器一台实验2：移动通信上/下行链路信号强度测量.实验目的了解移动通

24、信上/下行链路信号强度。1 .实验主要内容(1)根据要求在移动通信硬件实验系统平台上连接相应模块。(2)在数字示波器上观察输出波形与电平。2 .设备要求(1)移动通信硬件实验系统平台(2)安捷伦数字示波器一台实验3： GSM系统信号、信道及接收机模拟程序设计.实验目的了解GSM系统信号、信道及接收机的工作原理.实验主要内容(1)根据要求在移动通信实验系统软件仿真平台上连接相应软件模块。(2)运行相关软件，获得仿真数据结果。1 .设备要求(1)移动通信实验系统软件仿真平台四、学时分配及教学方法章(按序填写)教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上 机课程 实践小 计第一章概述2讲授法、讨论法、演示法、1. 1、2. 1