《短距离无线通信》课程教学大纲（本科）

1、短距离无线通信（Short-distance Wireless Communications）课程代码：06410132学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：26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B适用专业：物联网工程教材：物联网与短距离无线通信技术（第2版），董健编著，电子工业出版社，2016年8 月第2版；2016年8月第1次印刷。一课程性质与课程目标（一）课程性质短距离无线通信课程是物联网工与通信工程等程专业教学计划中的一门专业选修课程。它对 现有短距离无线通信技术进行全面分析与比照，是通信专业最前沿、开展最快的技术之一。能够使 学生了解最新的无线

2、通信知识，有利于学生拓宽知识面、全面了解整个通信理论体系；通过对不同 技术的了解，可以使学生在实际应用中针对不同的环境做出恰当的选择。同时培养学生的辩证思维 能力，树立理论联系实际的科学观点，提高学生分析问题、解决问题的能力。通过学习，学生能够 系统地掌握相关物联网中的短距离无线通信技术的基础知识，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）课程目标短距离无线通信主要讲述当

3、代通信网络中的各种重要交换技术的基本理论、主要实现过程 及性能分析方法，包括：课程目标1: 了解物联网及物联网通信的概念、体系结构及关键技术，掌握短距离无线通信技 术的一些主要使用类型。课程目标2：掌握 蓝牙通信技术的概念、特点、协议体系结构、协议子集、应用规范、组网方 法、路由机制及应用场景等内容；理解ZigBee通信技术的概念、特点、协议栈、组网技术、路由机 制及组建无线传感器网络的方法等内容。课程目标3：掌握WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技术标准、拓扑结构、各阶段协议的特点与演 变；理解WLAN的物理层技术特点、MAC层的监听与节点技术、网络层的平安路由技术及WLAN 的广泛

4、应用方法与场合。了解IrDA近红外技术的概念、协议标准及应用。课程目标4： 了解自动识别的基本原理；掌握与理解RFID无线通信技术的理论基础、工作原理、 系统组成、技术标准、关键技术及广泛应用场景。课程目标5： 了解NFC近场通信的概念、技术特点与标准、工作原理、应用层与链路层的平安 问题、使用场合与应用前景；了解UWB超宽带通信的概念、技术特点与标准、信道传播特性、标 准化协议、研究方向与应用前景。课程目标6：掌握60G毫米波通信的概念、技术特点、标准化概况、关键通信收发技术及应用 场合；掌握VLC可见光通信系统的基本原理、通信性质、开展状况、光谱与结构、物理层和MAC 层技术、局部调制与均

5、衡的新技术及VLC系统的应用前景。课程目标7： 了解Ad hoc网络的起源与开展；掌握该网路的技术特点、关键技术及体系结构； 理解该网络与上述各章的短距离无线接入技术的兼容关系；掌握Ad hoc网络MAC协议、路由协议、 QOS服务保障研究方向及应用的领域。课程目标8：将短距离无线通信技术的基本理论与实践有机结合，培养对交换与组网领域复杂 工程问题进行表达的能力。课程目标9：能够进行短距离无线通信技术与系统的性能分析，掌握制约组网性能的主要因素, 具有在工程环境中改善网络交换性能的能力。课程目标10：运用适合某类具体网络与业务技术，掌握分析与解决实际选用何种交换技术的网 络节点设备的实际工程问

6、题能力。课程目标11:通过课程实验，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，帮助学生能够实施系统设计，并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本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点4. 6;5. 1,本课程支持的毕业要求指标点如下：指标点4.6 （权重0.2）：能够采用科学的方法对实验结果进行关联、分析和解释，并通过信息综 合得到有效结论。指标点5.1 （权重0.2）： 了解物联网领域的新工具、新技术，能够通过多种途径获取有效信息和 资源。毕业要求课程目标毕业要求4. 6毕业要求5.1课程目标L课程目标2.课程目标工课程目标4.课程目标5.课

7、程目标6.课程目标7.课程目标&课程目标9.课程目标10.课程目标1L.二、课程内容与教学要求第一章概述（一）课程内容.物联网及物联网通信的概念（讲授）.物联网体系结构及关键技术（讲授+案例）.短距离无线通信技术的主要使用类型（基于通信网课程的，回顾+复习）（二）教学要求L 了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；掌握物联网及物联网通信的基础概念：比 如面向连接与无连接网络、比方信息在物联网中的交换与传输方式。.理解物联网体系结构及关键技术。.掌握短距离无线通信技术的主要使用类型。（三）重点与难点.重点：短距离无线通信技术的主要使用类型。.难点：无第二章 蓝牙与ZigBee短距离无线通信技术（

8、一）课程内容.蓝牙通信技术的概念、特点（讲授+复习通信网课程相关内容）.蓝牙通信技术的协议体系结构与协议子集（讲授+案列）.蓝牙通信技术的应用规范与组网方法（讲授）.蓝牙通信技术的路由机制与应用场景（讲授+结合实验）. ZigBee通信技术的概念、特点及协议栈（讲授+案例分析）. ZigBee通信技术的组网技术、路由机制（讲授+案例分析）. ZigBee通信技术组建无线传感器网络的方法（讲授+案例分析+结合实验）（二）教学要求.掌握 蓝牙通信技术的概念、特点、协议体系结构、协议子集、应用规范、组网方法、 路由机制及应用场景等内容。.理解ZigBee通信技术的概念、特点、协议栈、组网技术及路由机

9、制。.理解ZigBee通信技术组建无线传感器网络的方法等内容。（三）重点与难点.重点：蓝牙通信技术的概念、特点、协议体系结构、协议子集、应用规范、组网方法、 路由机制及应用场景。.难点：ZigBee通信技术组建无线传感器网络。第三章 WLAN与IrDA短距离无线通信技术（一）课程内容WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技术标准与拓扑结构（讲授+比照）WLAN （802.1 IXWi-Fi）的各阶段协议的特点与演变（讲授+案例）WLAN （802.1 IXWi-Fi）的物理层技术特点、MAC层的监听与节点技术、网络层的 平安路由技术及WLAN的应用方法与场合（讲授推导+参数比照，结合实验，

10、本章重点）IrDA近红外技术的概念、协议标准及应用。（讲授+比照）（二）教学要求.掌握WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技术标准、拓扑结构及各阶段协议的特点与演变等 内容。.理解WLAN （802.1 IXWi-Fi）的物理层技术特点、MAC层的监听与节点技术、网络层的平安路由技术及WLAN的应用方法与场合。. 了解IrDA近红外技术的概念、协议标准及应用。（三）重点与难点1.重点：WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技术标准、拓扑结构及各阶段协议的特点与演变； WLAN的物理层技术特点、MAC层的监听与节点技术、网络层的平安路由技术。2,难点：WLAN的物理层技术特点、MAC层

11、的监听与节点技术、网络层的平安路由技术。 第四章RFID短距离无线通信技术（本课程重点一）（一）课程内容自动识别的基本原理与技术（讲授+比照）RFID无线通信技术的理论基础与工作原理（讲授+案例）RFID无线通信技术的系统组成、技术标准及关键技术（讲授推导+参数比照，本章重 点）RFID无线通信技术的广泛应用场景。（讲授+比照+结合实验） （-）教学要求. 了解自动识别的基本原理与技术。.理解RFID无线通信技术的理论基础与工作原理。.掌握RFID无线通信技术的系统组成、技术标准及关键技术。.理解与体会RFID无线通信技术的广泛应用场景。（三）重点与难点.重点:RFID无线通信技术的系统组成、

12、技术标准及关键技术.难点：RFID的天线技术、防碰撞技术及平安隐私问题。第五章 NFC与UWB短距离无线通信技术（一）课程内容NFC近场通信的概念、技术特点、通信标准及工作原理（讲授+比照）NFC近场通信的应用层与链路层平安问题、使用场合与应用前景（讲授+案例）UWB超宽带通信的概念、技术特点与标准及信道传播特性（讲授+比照）UWB超宽带通信的标准化协议、研究方向与应用前景（讲授+比照）（二）教学要求. 了解NFC近场通信的概念、技术特点、通信标准及工作原理。.理解NFC近场通信的应用层与链路层平安问题、使用场合与应用前景。.理解UWB超宽带通信的概念、技术特点与标准及信道传播特性。.理解与掌

13、握UWB超宽带通信的标准化协议、研究方向与应用前景。（三）重点与难点.重点:UWB超宽带通信的标准化协议、研究方向与应用前景。.难点：UWB超宽带通信的概念、技术特点与标准及信道传播特性。第六章60G毫米波与Li-Fi短距离无线通信技术（本课程重点二）（一）课程内容60G毫米波通信的概念、技术特点及标准化概况（讲授+比照）60G毫米波通信的关键通信收发技术及应用场合（讲授+案例）VLC可见光通信系统的基本原理、通信性质及开展状况（讲授+比照）VLC可见光通信系统的物理层技术、MAC层技术及局部调制与均衡的新技术。（讲授+ 比照+本章重点）VLC可见光通信系统的应用前景。（讲授）（二）教学要求.

14、 了解60G毫米波通信的概念、技术特点及标准化概况。.理解60G毫米波通信的关键通信收发技术及应用场合。.理解VLC可见光通信系统的基本原理、通信性质及开展状况。.掌握VLC可见光通信系统的物理层技术、MAC层技术及局部调制与均衡的新技术。.理解与能够预期VLC可见光通信系统的应用前景。（三）重点与难点.重点：VLC可见光通信系统的基本原理、通信性质及开展状况。.难点：VLC可见光通信系统的物理层技术、MAC层技术及局部调制与均衡的新技术。 第七章Ad hoc网络无线通信技术（一）课程内容Ad hoc网络的起源与开展（讲授+比照）Adhoc网路的技术特点、关键技术及体系结构（讲授+案例）Adh

15、oc网路与本课程上述各章的短距离无线接入技术的兼容关系（讲授+比照）Ad hoc网路MAC协议、路由协议、QOS服务保障研究方向及应用的领域（讲授+比照）(二)教学要求. 了解Ad hoc网络的起源与开展。.掌握Ad hoc网路的技术特点、关键技术及体系结构。.理解Ad hoc网路与本课程上述各章的短距离无线接入技术的兼容关系。.理解Ad hoc网路MAC协议、路由协议、QOS服务保障研究方向及应用的领域。(三)重点与难点.重点：Ad hoc网路MAC协议、路由协议、QOS服务保障研究方向及应用的领域。.难点：Ad hoc网路与本课程上述各章的短距离无线接入技术的兼容关系。三、本课程开设的实验

16、工程编号实验工程名称学时类型要求支撑的课程目标1蓝牙通信环境搭建与测试2验证性必做1、 2、 8、 92无线传感器网络通信设计与测试及ZigBee协议分析2验证性必做1、 2、 9、 103室外WLAN (Wi-Fi)搭建与测试2综合性必做1、 3、 10、 11实验L蓝牙通信环境搭建与测试.实验目的熟练掌握蓝牙通信环境搭建与测试方法。.实验主要内容(1)根据实验要求配置蓝牙通信模块的硬件与数据。(2)进行数据流速率与丢包率的测试与分析。.设备要求(1)蓝牙通信模块30套及配套软件。实验2：无线传感器网络通信设计与测试及ZigBee协议分析.实验目的熟练掌握无线传感器网络通信设计与测试及Zig

17、Bee协议分析。.实验主要内容(1)根据实验要求配置ZigBee无线传感器网络节点模块的硬件与数据。(2)进行数据流速率与丢包率及ZigBee协议的测试与分析。.设备要求ZigBee无线传感器网络节点通信模块30套及配套软件。实验3：室外WLAN (Wi-Fi)搭建与测试.实验目的熟练掌握WLAN (Wi-Fi)搭建与测试方法。.实验主要内容(1)根据实验要求配置WLAN (Wi-Fi)通信模块的硬件与数据。(2)进行数据流速率与丢包率的测试与分析。.设备要求WLAN (Wi-Fi)通信模块30套及配套软件。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

18、教学实 验上 机课 程 实 践小 计第一章概述2讲授法、讨论法、1、8第二章蓝牙与ZigBee短距离无线通信技术42讲授法、讨论法、2、8、9第三章WLAN与IrDA短距离无线通信 技术44讲授法、讨论法3、 9、 10第四章RFID短距 离无线通信技术4讲授法、讨论法4、 10、 11第五章NFC与UWB 短距离无线通信技术4讲授法、讨论法5、 10、 11第六章60G毫米波 与Li-Fi短距离无线 通信技术4讲授法、讨论法6、 10、 11第七章Ad hoc网络 无线通信技术4讲授法、讨论法7、 10、 11合计266五、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）10%实验过程与实验报告完成实验报告，主要考查观察与分析能力10%期末考试（闭卷）试卷题型包括填空题、简答与分析题和计算题等，以卷