《无线网络技术》教学大纲

《无线网络技术》教学大纲课程编号：13220605英文名称：WirelessNetworkTechnology学分：2学时：总学时48学时，其中理论16学时，实践32学时先修课程：高等数学、线性代数课程类别：专业方向课程授课对象：网络工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标《无线网络技术》是计算机技术与通信技术结合并迅速发展的一门学科，融合了无线技术和计算机网络技术，在军事以及民用领域得到了广泛的应用。该课程以课堂教学为主，辅以自学、作业、上机实验，旨在帮助学生掌握无线网络技术的理论基础和实践技能。通过本课程的学习，使学生掌握无线网络的基本概念、原理和技术；了解无线网络的各种应用场景和发展趋势；能够分析和设计无线网络系统；并且具备无线网络的规划、部署和维护能力。具体的课程目标如下：课程目标1：提高学生无线网络的理论水平与实践技能，了解无线网络的发展现状及未来趋势，掌握包括无线局域网、无线个域网、移动自组织网络、无线传感器网、无线蜂窝网络等常见无线网络的基本原理、体系结构、基本传输技术、以及相关协议和国际标准。课程目标2：通过课程学习与实验相结合，提高学生的案例分析和工程应用能力。课程目标3：通过对无线网络新技术的学习，培养追踪前沿技术和创造性解决问题的能力。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点4-2：能够融合专业知识结构，采用理论分析和实验验证相结合的科学方法研究网络工程相关领域的复杂工程问题课程目标1课程目标2课程目标3H三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1第一部分从计算机网络到无线网络1计算机网络技术概述2计算机网络的协议体系3无线通信和无线网络简史4无线网络分类5计算机网络和无线网络应用6计算机网络技术进展7相关标准化和权威组织了解无线网络分类及相关发展历史，了解网络适配器、接入点、中继器、网桥、交换机、路由器工作在协议栈的层次掌握计算机网络协议体系及技术进展2讲授式启发式练习式课程目标12第二部分无线通信基础1射频通信基础2无线电通信3无线电频谱和认知无线电（重点）4损耗和衰落（难点）5调制解调/扩频/复用和多址6MIMO了解MIMO掌握射频通信、无线电波调幅、调频、调相理论与技术，掌握射频信号收发、多路信号复用等理论与技术2讲授式启发式练习式课程目标13第三部分无线局域网1无线局域网概述2无线局域网的组成与服务3IEEE802.11协议体系结构（重点）4IEEE802.11的帧结构（重点）5IEEE802.11信道分配（难点）6IEEE802.11节能技术（难点）7无线局域网组网实验（难点）了解无线局域网络设计过程中所需要考虑的网络容量、覆盖范围等问题掌握IEEE802.11协议体系结构及信息分配2讲授式启发式讨论式课程目标1课程目标2课程目标34第四部分无线个域网1无线个域网概述2IEEE802.15标准（重点）了解IEEE802.15.x系列协议掌握蓝牙无线通信及协议2讲授式启发式练习式课程目标15第五部分无线传感器网络1传感器技术简介2无线传感器网络概述3无线传感器网络的体系结构4无线传感器网络的协议栈和IEEE802.15.4标准（重点）5无线传感器网络的应用（难点）6其它无线传感器网络7无线传感器网络的实验了解无线传感器网络的研究进展掌握无线传感器网络的体系结构、能够对具体无线传感器网络进行实验4讲授式启发式讨论式练习式课程目标1课程目标2课程目标36第六部分无线城域网、蜂窝通信网络1无线城域网概述2IEEE802.16(WiMax)标准3蜂窝移动通信网络简介了解蜂窝通信技术了解IEEE802.16无线城域网标准2讲授式启发式练习式课程目标1课程目标2课程目标37第七部分无线网络安全及未来发展1无线网络安全2无线网络未来发展了解无线网络安全威胁和防范措施了解5G、6G等无线网络技术2讲授式启发式练习式课程目标1课程目标2课程目标3合计16序号实验项目基本内容与要求学时类型对应课程目标1基于AP的WLAN组网熟练进行AP和客户端的网络配置；创建小规模WLAN；选择不同的无线频段组建WLAN；将学生分成小组，每组一个AP，轮流对AP进行配置，构建基础结构WLAN，熟悉无线联网设备及其应用，熟悉密钥设置4综合课程目标1课程目标2课程目标32移动自组织网络组网及WLAN性能测试配备无线自组织网络；测试所组建的WLAN的性能指标（模拟不同类型的数据流），测试如吞吐量、延迟等指标；将学生分成小组，对不同的参数进行实验，观察并分析测试结果，熟悉802.11协议的工作原理4综合课程目标1课程目标2课程目标33TinyOS/nesC编程掌握TinyOS的基本功能以及基于组件的nesC程序设计语言编程技术；每人单独操作，掌握技能熟悉TinyOS/nesC编程。4设计课程目标1课程目标2课程目标34无线传感器节点点对点通信在TinyOS平台上，以nesC程序设计语言编写程序，实现一对TelosB节点的无线通信；将学生分成小组实验，熟悉无线传感器节点点对点通信。8设计课程目标1课程目标2课程目标35无线传感器节点联网在TinyOS平台上，以nesC程序设计语言编写程序，实现多个TelosB节点接入信道，构建不同的网络拓扑结构；将学生分成小组实验，熟悉无线传感器节点联网。4设计课程目标1课程目标2课程目标36无线传感器网络数据收集在TinyOS平台上，以nesC程序设计语言编写程序，利用TelosB节点的内置温度和湿度传感器，收集环境温度和湿度信息；将学生分成小组实验，熟悉无线传感器网络数据收集。8设计课程目标1课程目标2课程目标3合计32四、课程教学方法采取集中讲授、课堂讨论、案例分析等教学方式。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、实验报告、讨论、期末考核组成，均按百分制计分，其中平时作业成绩占15%、实验报告成绩占15%、讨论成绩占10%、期末考核成绩占60%。2.课程目标达成考核与评价序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业555152实验报告555153讨论055104期末考试20202060课程目标对应分值303535100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析计算机网络领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析计算机网络领域相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对计算机网络领域相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对计算机网络领域相关专业问题进行识别、分析。2.实验报告考核与评价标准观测点分值90-100分70-89分60-69分0-59分实验报告按时完成，90%以上的实验报告内容齐全，实验内容理解、掌握到位，实验结果正确。按时完成，70%以上的实验报告内容齐全，实验内容理解、掌握较到位，实验结果较正确。延时完成，60%以上的实验报告内容齐全，实验内容理解、掌握基本到位，实验结果基本正确。不交和补交，50%以下的实验报告内容齐全，实验内容理解、掌握有偏差，实验结果有错误。3.讨论考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分讨论讨论积极，提出的问题有深度，问题解答正确。讨论较积极，提出的问题较有深度，问题解答较正确。讨论基本参与，基本能提出问题，问题解答基本正确。讨论不参与或不积极，基本不能提出问题，问题解答基本不正确。4.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与