《水声通信》课程教学大纲

《水声通信》课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称水声通信课程英文名称UnderwaterAcousticCommunication课程编号33241615课程模块£思想政治理论课£通识教育课£专业基础课R专业课课程性质£必修£限选R专业任选£任选总学时48讲授学时48实验（专题辅导）学时0总学分3开课单位电子与信息工程学院开课系（室）通信工程系授课对象通信工程专业本科生适用专业通信工程专业二、课程简介和教学目标1．课程简介（300-500字）《水声通信》是通信工程专业开设的一门专业任选课。本课程主要从水声信道特性出发，重点讲授水声通信的基础概念、基本理论及其可拓展应用，引导学生通过基础知识及数学推演反思其物理含义，并通过理论和算法的仿真实现，加深对理论的理解和提升相关领域的科研探索能力。主要内容包括：(1)讲述由水声的物理传播特性带来的水声通信的挑战以及和传统陆上电磁波无线通信的差异；(2)介绍水声的物理传播特性带来的水声信道数学模型；(3)推演基于水声信道数学模型的水声通信调制方式、信道估计、均衡和解码等理论与算法；(4)引导学生理解水声通信理论与算法背后的物理含义，提高运用水声通信理论解决实际问题的能力，提高解决通信领域复杂工程问题的能力。2.教学目标教学目标1：学生能够掌握水声通信的基本原理，了解水声通信与传统陆上电磁波无线通信的异同；能够运用相关专业知识理解与表述水声通信领域的复杂工程问题。教学目标2：掌握几种基本水声信道的物理和数学模型、以及由此带来的水声通信基本调制解调理论；通过简单有效的水声信道的物理和数学模型分析，学会分析和比较水声信道数学模型的通信调制和解调信号处理方法。教学目标3（课程思政）：掌握基本阅读水声通信科研文献的能力，为今后从事通信工程尤其水声通信研究和实际应用工作打下坚实的理论与实践基础。同时，通过本课程水声通信理论的学习，培养学生对于水声通信科研探索的兴趣，具备该方向初步科研能力，并进一步完善学生的人格、树立学生正确的人生观、世界观和价值观。3．教学目标与毕业要求指标点的支撑关系教学目标支撑毕业要求对应指标点教学目标11.3掌握工程基础和专业基础知识，能针对具体对象建立、求解数学模型，用于解决通信工程领域复杂工程问题的解释、辨别和论证；教学目标22.1掌握通信工程领域复杂工程问题分析的基本方法，应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，能够识别和判断复杂通信工程问题的问题关键环节，并获得有效结论；教学目标34.1针对通信工程问题，如：深海通信、海洋通信等或复杂环境下的远距离海洋通信，收集信息、查阅文献、分析现有技术的特点与局限性，选择研究路线，调研和分析通信工程领域复杂工程问题的解决方案；三、理论教学表1理论教学安排序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他1绪论（2）（1）水声通信系统（2）水声通信的发展（3）水声通信系统关键技术研究现状（）方法：讲授、启发；手段：板书，多媒体课件。教学目标1教学目标3思考2水声信道（4）（1）传播损失及环境噪声（2）多径效应（）（3）水声通信信道的时变特性（）（5）与陆上无线信道的比较（）（6）通信声呐方程（）（7）水声通信信道的信道容量（）方法：讲授、启发、学生分组讨论和师生互动答疑；手段：板书，多媒体课件。教学目标2教学目标3作业、思考3水声通信技术概述（4）（1）调制技术（）（2）信道编码技术（）（3）低密度奇偶校验码（）（3）均衡技术（）（4）Turbo均衡（）方法：讲授、启发、学生分组讨论和师生互动答疑；手段：板书，多媒体课件。教学目标2教学目标3思考、研讨4可逆QC-LDPC码（4）（1）可逆QC-LDPC码概述（）（2）可逆QC-LDPC码校验矩阵的构造（）（3）可逆校验矩阵的快速编码算法（）（3）性能分析（）方法：讲授、启发、学生分组讨论和师生互动答疑；手段：板书，多媒体课件。教学目标2教学目标3作业、思考、研讨5基于导频辅助的LDPC编解码（2）（1）基于硬导频的LDPC编码器（）（2）基于导频辅助的解码算法（）（3）性能分析（）方法：讲授、启发、学生分组讨论和师生互动答疑；手段：板书，多媒体课件。教学目标2教学目标3作业、思考、研讨6基于加窗误差自相关估计的联合RLS-LMS均衡（2）（1）问题提出（2）联合RLS-LMS均衡算法（）（3）性能分析（）方法：讲授、启发；手段：板书，多媒体课件。教学目标2教学目标3作业、思考、研讨7基于软硬导频辅助的Turbo均衡（4）（1）系统模型（）（2）导频比特位置布放（）（3）导频辅助的Turbo均衡算法（）（4）自适应步长调整算法（）（5）基于无误码字提高均衡性能算法（）（6）性能分析（）方法：讲授、启发；手段：板书，多媒体课件。教学目标2教学目标3作业、思考、研讨8基于阈值的判决反馈均衡（4）（1）基于阈值的判决反馈均衡算法（）（2）顺序估计增强方法（）（3）性能分析（）方法：讲授、启发；手段：板书，多媒体课件。教学目标1教学目标2教学目标3作业、思考、研讨9实时水声通信系统实现（4）（1）信道编解码的实时应用研究（）（2）均衡器的实时应用研究（）（3）性能分析（）方法：讲授、启发、学生分组讨论和师生互动答疑；手段：板书，多媒体课件。教学目标1教学目标2教学目标3作业、思考、研讨10总结与展望（2）（1）研究总结（2）研究展望方法：讲授、启发、学生分组讨论和师生互动答疑；手段：板书，多媒体课件。教学目标1教学目标2教学目标3思考、研讨【注：1.课内教学内容的学时分配一般对应到章；2.学习内容：学习重点用“（）”标注，学习难点用“（）”标注；3.教学方法、手段：应体现以学生发展为中心的教育理念，注重教育信息技术赋能的教学模式创新，使教学形式体现先进性和互动性，学习结果具有探究性和个性化。4.其他含创新创业、作业、思考、研讨等】）四、考核与成绩评定方法表2课程考核及评价细则成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则支撑教学目标平时成绩（40%）考勤15依据课堂考勤结果计算该项分值。1、2、3上课表现5依据课堂状态，回答问题（含主动）和分组讨论互动表现综合计算该项分值。平时作业/随堂测验20依据平时作业/随堂测验成绩综合计算分值。考试成绩(60%)笔试60依据课程教学大纲及试卷标准答案及评分标准判定卷面成绩。1、2、3附录1、考试评分标准：以当年考试试题的标准答案为评分标准2、作业/随堂测验/平时表现评分参考标准表3作业评分标准表分值指标100分99-80分79-60分59-0分作业完成进度（权重0.4）按时完成按时完成延时1天内完成延时1天以上或者不交完成质量、数量（权重0.6）完成全部题目且质量高完成全部基本题目、部分难题且质量较高完成全部基本题