《5G无线网络优化》教学大纲

《5G无线网络优化》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：06151211课程性质：专业选修课学分：3学分学时：48学时（理论40学时，实验8学时）先修课程：通信原理、现代通信技术、高频电子线路等后续课程：无适用专业：电子信息工程开课单位：电子信息工程学院一、课程说明《5G无线网络优化》是电子信息专业的一门专业选修课。本课程主要传授5G无线网络维护和优化的基本理论与方法，为学习其他有关课程及以后从事技术工作打下必要的基础。本课程注重基本理论知识的深入学习，强调培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，兼顾新技术、新工艺及其发展方向的介绍，培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：通过本课程的学习掌握5G理论知识，掌握5G网络架构、协议栈、空口信道等内容，对5G网络有一个完整、清晰的认识，掌握实际工程中5G无线网络维护和优化的方法。课程目标2：通过本课程的学习，根据5G无线网络维护和优化的方法，对实际通信领域的工程问题进行研究，培养发现问题、模型构建与分析、总结规律、问题求解、实验及实验结果分析的工程思维方式，培养学生根据分析结果修正实验设计、方法和结论分析问题的能力。课程目标3：培养学生的学习兴趣，养成良好的学习习惯，树立终身学习的信念；了解通信行业发展的前沿动向，培养学生对科学的兴趣以及探索精神，为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。三、课程目标与毕业要求《5G无线网络优化》课程教学目标对电子信息工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析2.1能够应用工程科学的基本原理，识別和判断复杂电子信息工程问题的关键环节和参数。课程目标1：通过本课程的学习掌握5G理论知识，掌握5G网络架构、协议栈、空口信道等内容，对5G网络有一个完整、清晰的认识，掌握实际工程中5G无线网络维护和优化的方法。M5.使用现代工具5.1能够了解和合理选择现代电子信息设计的工程技术资源和现代工程工具、信息技术工具，解决复杂电子信息工程问题并理解其局限性。课程目标2：通过本课程的学习，根据5G无线网络维护和优化的方法，对实际通信领域的工程问题进行研究，培养发现问题、模型构建与分析、总结规律、问题求解、实验及实验结果分析的工程思维方式，培养学生根据分析结果修正实验设计、方法和结论分析问题的能力。M5.2能够开发和利用现代工程工具、信息技术工具对复杂电子信息工程问题进行辅助设计、预测和模拟。课程目标3：培养学生的学习兴趣，养成良好的学习习惯，树立终身学习的信念；了解通信行业发展的前沿动向，培养学生对科学的兴趣以及探索精神，为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.网络概述1.1网络架构1.2频谱划分1.3无线帧结构1.4协议栈1.5组网方式教学要求：使学生掌握5G网络架构的基本组成，了解5G频段定义、掌握5G频谱的分配、BWP概念，掌握无线帧的结构，掌握协议栈的组成。重点：5G网络架构的基本组成；5G频谱的分配、BWP概念；协议栈的组成。难点：5G频谱的分配、BWP概念；协议栈的组成。41、32.物理信道2.1物理广播信道2.2物理随机接入信道2.3物理上行控制信道2.4物理下行控制信道2.5物理下行共享信道2.6物理上行共享信道2.7物理共享信道分配2.8物理信号2.9天线端口2.10波束管理教学要求：了解物理信道的基本功能，理解与掌握物理信道的分类以及功能，掌握NR物理信号的分类，了解天线端口的原理。重点：物理信道的分类以及功能；NR物理信号的分类。难点：物理信道的分类及功能；NR物理信号的分类。61、33.信令流程分析3.1随机接入3.2NG连接建立3.3RRC重配置3.4服务质量控制3.5开机入网流程3.6鉴权过程和安全过程3.7PDU会话过程3.8业务建立流程3.9切换流程3.10NSA业务流程3.11空口主要消息教学要求：掌握5G信令流程基础知识，掌握随机接入的原理及过程，了解开机入网的流程，掌握PDU会话建立的流程和资源分配，掌握业务建立流程，掌握NSA业务流程分析，了解空口主要消息的分类。重点：5G信令流程基础知识；PDU会话建立的流程和资源分配；业务建立流程；NSA业务流程分析。难点：业务建立流程；NSA业务流程分析。821、34.参数定义4.1NCGI4.2PCI4.3SUPI4.45G-GUTI4.55G-S-TMSI4.6RNTI4.75GSTAI4.8S-NSSAI4.9PRACH4.10RSRP和RSRQ4.11APN和DNN教学要求：使学生了解并掌握参数的全称以及基本概念，掌握NCGI的概念及结构，了解PCI的组成，掌握SUPI的加密过程，理解NR中RNTI的定义，掌握5GSTAI的组成，掌握PRACH规划流程，掌握APN的组成。重点：NCGI的概念及结构；SUPI的加密过程；PRACH规划流程。难点：NCGI的概念及结构；SUPI的加密过程。61、2、35.关键技术5.1mMIMO5.2高阶调制（256QAM）5.3自适应调制编码5.4新型多载波技术5.5移动边缘计算5.6网络切片5.7上下行解耦5.8服务化架构5.9信道编码（Polar码和LDPC）5.10CU-DU分离5.11CU云化部署5.12D2D5.13NOMA教学要求：使学生了解5G的关键技术，掌握提高效率的技术（mMIMO、256QAM、Polar码和LDPC），了解移动边缘计算、网络切片的工作原理，掌握上下行解耦的技术，掌握CU-DU分离架构和划分方案，了解CU云化部署方式。重点：mMIMO技术工作原理；上下行解耦技术。难点：CU-DU分离架构和划分方案。821、2、36.无线网络优化6.1优化概述6.2指标和定义6.3覆盖优化6.4接入性能优化6.5掉线率优化6.6切换性能优化6.7吞吐率优化6.8地铁隧道优化教学要求：学生理解并掌握无线网络优化的概念、优化的思路，掌握常用指标SA和NSA的定义，掌握覆盖优化的分类及原则，掌握接入性能优化的方式，掌握掉线率优化的概念，了解其他优化方式。重点：常用指标SA和NSA的定义；覆盖优化的分类及原则；接入性能优化的方式；掉线率优化的概念。难点：覆盖优化的分类及原则；接入性能优化的方式；掉线率优化的概念。841、2、3合计4082.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.PDU会话过程的建立实验内容：对PDU会话过程建立进行分析。实验要求：掌握PDU会话过程的建立流程，了解PDU会话中资源的分配。222.移动边缘计算部署仿真实验内容：对移动边缘计算部署进行仿真分析。实验要求：了解移动边缘计算的概念，掌握移动边缘计算部署的方案。223.无线网络覆盖优化仿真实验内容：对覆盖优化进行仿真分析。实验要求：了解覆盖优化的原则，掌握覆盖优化的方法。42合计8五、教学方法及手段本课程采用课堂教学与实验配合的教学方式，注重理论教学与工程实际相结合。在教学中借助多媒体或视频动画辅助教学提高教学效果，注重课堂中与学生之间的互动式教学交流，充分调动学生对5G网络的学习兴趣；合理安排课后作业对学生的掌握情况进行了解，适时的对常见错误进行解析，以达到本课程的较好的教学效果。在实验教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生主动学习5G的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。六、课程资源1.推荐教材：（1）张守国.5G无线网络优化实践.北京:清华大学出版社,2021.2.参考书：（1）王强.5G无线网络优化.人民邮电出版社,2020.（2）杜庆波.5G无线网络规划与优化.北京:电子工业出版社,2021.（3）王霄峻.5G无线网络规划与优化.北京:人民邮电出版社,2020.3.期刊：（1）李伟.基于5G网络的无线参数优化研究[J].通信与信息技术,2022(02):49-52+71.（2）宁静雁.5G无线网络工程的流程优化策略分析[J].电子技术,2022,51(06):7-9.（3）方芳.5G无线网络中重叠覆盖问题优化研究[J].网络空间安全,2021,12(Z6):49-52.（4）吴洋.高校无线网络优化方案实施探析[J].商丘师范学院学报,2020,36(03):4-7.（5）刘海林.5G无线网络优化流程及策略分析[J].电信快报,2019(11):20-23.4.网络资源：（1）中国通信网，/（2）CSDN-专业开发者社区，/（3）中国大学MOOC，七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核

环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现20（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√884实验15（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√15作业15（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√663期末

考核50（1）大作业成绩100分，乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核5G无线网络优化技术的应用，以及学生具有的工程分析能力、综合应用能力等内容。√√√251510合计：100分394417八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、实验、作业、大作业等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由大作业成绩和过程性考核成绩组成。其中：大作业成绩为100分（权重50%），考核类型可包括填空、选择、简答、程序分析或设计等，也可为综合项目设计；课堂表现、实验、作业等过程性考核成绩为100分（权重50%）。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现40笔记完整，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。笔记完整，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。笔记不完整，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。上课不认真，上课不记笔记，偶尔参与教学活动。上课不认真，上课不记笔记，不参与教学活动。作业30作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整。作业完整，准确率大于80%，字迹工整。不交作业2次以内，准确率大于70%.不交作业4次以内，准确率大于60%。不交作业5次以上