1、短距離無線通信（Short-distance Wireless Communications）課程代碼：06410132學分：2學時：32 （其中：課堂教學學時：26實驗學時：6上機學時：0 課程實踐學時:0 ）先修課程：信號與線性系統(tǒng)B適用專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)工程教材：物聯(lián)網(wǎng)與短距離無線通信技術(shù)（第2版），董健編著，電子工業(yè)出版社，2016年8 月第2版；2016年8月第1次印刷。一課程性質(zhì)與課程目標（一）課程性質(zhì)短距離無線通信課程是物聯(lián)網(wǎng)工與通信工程等程專業(yè)教學計劃中的一門專業(yè)選修課程。它對 現(xiàn)有短距離無線通信技術(shù)進行全面分析與比照，是通信專業(yè)最前沿、開展最快的技術(shù)之一。能夠使 學生了解最新的無線

2、通信知識，有利于學生拓寬知識面、全面了解整個通信理論體系；通過對不同 技術(shù)的了解，可以使學生在實際應用中針對不同的環(huán)境做出恰當?shù)倪x擇。同時培養(yǎng)學生的辯證思維 能力，樹立理論聯(lián)系實際的科學觀點，提高學生分析問題、解決問題的能力。通過學習，學生能夠 系統(tǒng)地掌握相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)中的短距離無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)知識，具備初步系統(tǒng)分析水平與基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè) 計能力，養(yǎng)成一定的分析素質(zhì)，并對專業(yè)相關(guān)重要業(yè)務與應用內(nèi)容產(chǎn)生更好的認識。本課程強調(diào)理 論與實踐結(jié)合，旨在通過課堂舉例與課后實驗來加強學生對知識的理解，進而培養(yǎng)運用專業(yè)理論知 識、分析問題與解決問題的能力，并促進創(chuàng)新素質(zhì)的提升。（二）課程目標短距離無線通信主要講述當

3、代通信網(wǎng)絡(luò)中的各種重要交換技術(shù)的基本理論、主要實現(xiàn)過程 及性能分析方法，包括：課程目標1: 了解物聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)通信的概念、體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)，掌握短距離無線通信技 術(shù)的一些主要使用類型。課程目標2：掌握 藍牙通信技術(shù)的概念、特點、協(xié)議體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議子集、應用規(guī)范、組網(wǎng)方 法、路由機制及應用場景等內(nèi)容；理解ZigBee通信技術(shù)的概念、特點、協(xié)議棧、組網(wǎng)技術(shù)、路由機 制及組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的方法等內(nèi)容。課程目標3：掌握WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技術(shù)標準、拓撲結(jié)構(gòu)、各階段協(xié)議的特點與演 變；理解WLAN的物理層技術(shù)特點、MAC層的監(jiān)聽與節(jié)點技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層的平安路由技術(shù)及WLAN 的廣泛

4、應用方法與場合。了解IrDA近紅外技術(shù)的概念、協(xié)議標準及應用。課程目標4： 了解自動識別的基本原理；掌握與理解RFID無線通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)、工作原理、 系統(tǒng)組成、技術(shù)標準、關(guān)鍵技術(shù)及廣泛應用場景。課程目標5： 了解NFC近場通信的概念、技術(shù)特點與標準、工作原理、應用層與鏈路層的平安 問題、使用場合與應用前景；了解UWB超寬帶通信的概念、技術(shù)特點與標準、信道傳播特性、標 準化協(xié)議、研究方向與應用前景。課程目標6：掌握60G毫米波通信的概念、技術(shù)特點、標準化概況、關(guān)鍵通信收發(fā)技術(shù)及應用 場合；掌握VLC可見光通信系統(tǒng)的基本原理、通信性質(zhì)、開展狀況、光譜與結(jié)構(gòu)、物理層和MAC 層技術(shù)、局部調(diào)制與均

5、衡的新技術(shù)及VLC系統(tǒng)的應用前景。課程目標7： 了解Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的起源與開展；掌握該網(wǎng)路的技術(shù)特點、關(guān)鍵技術(shù)及體系結(jié)構(gòu)； 理解該網(wǎng)絡(luò)與上述各章的短距離無線接入技術(shù)的兼容關(guān)系；掌握Ad hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議、路由協(xié)議、 QOS服務保障研究方向及應用的領(lǐng)域。課程目標8：將短距離無線通信技術(shù)的基本理論與實踐有機結(jié)合，培養(yǎng)對交換與組網(wǎng)領(lǐng)域復雜 工程問題進行表達的能力。課程目標9：能夠進行短距離無線通信技術(shù)與系統(tǒng)的性能分析，掌握制約組網(wǎng)性能的主要因素, 具有在工程環(huán)境中改善網(wǎng)絡(luò)交換性能的能力。課程目標10：運用適合某類具體網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務技術(shù)，掌握分析與解決實際選用何種交換技術(shù)的網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點設(shè)備的實際工程問

6、題能力。課程目標11:通過課程實驗，增進學生對所學內(nèi)容的領(lǐng)悟，能夠采用科學方法，分析與解釋實 驗數(shù)據(jù)，幫助學生能夠?qū)嵤┫到y(tǒng)設(shè)計，并具有一定的創(chuàng)新意識。（三）課程目標與專業(yè)畢業(yè)要求指標點的對應關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求指標點4. 6;5. 1,本課程支持的畢業(yè)要求指標點如下：指標點4.6 （權(quán)重0.2）：能夠采用科學的方法對實驗結(jié)果進行關(guān)聯(lián)、分析和解釋，并通過信息綜 合得到有效結(jié)論。指標點5.1 （權(quán)重0.2）： 了解物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新工具、新技術(shù)，能夠通過多種途徑獲取有效信息和 資源。畢業(yè)要求課程目標畢業(yè)要求4. 6畢業(yè)要求5.1課程目標L課程目標2.課程目標工課程目標4.課程目標5.課

7、程目標6.課程目標7.課程目標&課程目標9.課程目標10.課程目標1L.二、課程內(nèi)容與教學要求第一章概述（一）課程內(nèi)容.物聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)通信的概念（講授）.物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)（講授+案例）.短距離無線通信技術(shù)的主要使用類型（基于通信網(wǎng)課程的，回顧+復習）（二）教學要求L 了解本課程的性質(zhì)、研究對象與方法、任務；掌握物聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)通信的基礎(chǔ)概念：比 如面向連接與無連接網(wǎng)絡(luò)、比方信息在物聯(lián)網(wǎng)中的交換與傳輸方式。.理解物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)。.掌握短距離無線通信技術(shù)的主要使用類型。（三）重點與難點.重點：短距離無線通信技術(shù)的主要使用類型。.難點：無第二章 藍牙與ZigBee短距離無線通信技術(shù)（

8、一）課程內(nèi)容.藍牙通信技術(shù)的概念、特點（講授+復習通信網(wǎng)課程相關(guān)內(nèi)容）.藍牙通信技術(shù)的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議子集（講授+案列）.藍牙通信技術(shù)的應用規(guī)范與組網(wǎng)方法（講授）.藍牙通信技術(shù)的路由機制與應用場景（講授+結(jié)合實驗）. ZigBee通信技術(shù)的概念、特點及協(xié)議棧（講授+案例分析）. ZigBee通信技術(shù)的組網(wǎng)技術(shù)、路由機制（講授+案例分析）. ZigBee通信技術(shù)組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的方法（講授+案例分析+結(jié)合實驗）（二）教學要求.掌握 藍牙通信技術(shù)的概念、特點、協(xié)議體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議子集、應用規(guī)范、組網(wǎng)方法、 路由機制及應用場景等內(nèi)容。.理解ZigBee通信技術(shù)的概念、特點、協(xié)議棧、組網(wǎng)技術(shù)及路由機

9、制。.理解ZigBee通信技術(shù)組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的方法等內(nèi)容。（三）重點與難點.重點：藍牙通信技術(shù)的概念、特點、協(xié)議體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議子集、應用規(guī)范、組網(wǎng)方法、 路由機制及應用場景。.難點：ZigBee通信技術(shù)組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。第三章 WLAN與IrDA短距離無線通信技術(shù)（一）課程內(nèi)容WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技術(shù)標準與拓撲結(jié)構(gòu)（講授+比照）WLAN （802.1 IXWi-Fi）的各階段協(xié)議的特點與演變（講授+案例）WLAN （802.1 IXWi-Fi）的物理層技術(shù)特點、MAC層的監(jiān)聽與節(jié)點技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層的 平安路由技術(shù)及WLAN的應用方法與場合（講授推導+參數(shù)比照，結(jié)合實驗，

10、本章重點）IrDA近紅外技術(shù)的概念、協(xié)議標準及應用。（講授+比照）（二）教學要求.掌握WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技術(shù)標準、拓撲結(jié)構(gòu)及各階段協(xié)議的特點與演變等 內(nèi)容。.理解WLAN （802.1 IXWi-Fi）的物理層技術(shù)特點、MAC層的監(jiān)聽與節(jié)點技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層的平安路由技術(shù)及WLAN的應用方法與場合。. 了解IrDA近紅外技術(shù)的概念、協(xié)議標準及應用。（三）重點與難點1.重點：WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技術(shù)標準、拓撲結(jié)構(gòu)及各階段協(xié)議的特點與演變； WLAN的物理層技術(shù)特點、MAC層的監(jiān)聽與節(jié)點技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層的平安路由技術(shù)。2,難點：WLAN的物理層技術(shù)特點、MAC層

11、的監(jiān)聽與節(jié)點技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層的平安路由技術(shù)。 第四章RFID短距離無線通信技術(shù)（本課程重點一）（一）課程內(nèi)容自動識別的基本原理與技術(shù)（講授+比照）RFID無線通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)與工作原理（講授+案例）RFID無線通信技術(shù)的系統(tǒng)組成、技術(shù)標準及關(guān)鍵技術(shù)（講授推導+參數(shù)比照，本章重 點）RFID無線通信技術(shù)的廣泛應用場景。（講授+比照+結(jié)合實驗） （-）教學要求. 了解自動識別的基本原理與技術(shù)。.理解RFID無線通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)與工作原理。.掌握RFID無線通信技術(shù)的系統(tǒng)組成、技術(shù)標準及關(guān)鍵技術(shù)。.理解與體會RFID無線通信技術(shù)的廣泛應用場景。（三）重點與難點.重點:RFID無線通信技術(shù)的系統(tǒng)組成、

12、技術(shù)標準及關(guān)鍵技術(shù).難點：RFID的天線技術(shù)、防碰撞技術(shù)及平安隱私問題。第五章 NFC與UWB短距離無線通信技術(shù)（一）課程內(nèi)容NFC近場通信的概念、技術(shù)特點、通信標準及工作原理（講授+比照）NFC近場通信的應用層與鏈路層平安問題、使用場合與應用前景（講授+案例）UWB超寬帶通信的概念、技術(shù)特點與標準及信道傳播特性（講授+比照）UWB超寬帶通信的標準化協(xié)議、研究方向與應用前景（講授+比照）（二）教學要求. 了解NFC近場通信的概念、技術(shù)特點、通信標準及工作原理。.理解NFC近場通信的應用層與鏈路層平安問題、使用場合與應用前景。.理解UWB超寬帶通信的概念、技術(shù)特點與標準及信道傳播特性。.理解與掌

13、握UWB超寬帶通信的標準化協(xié)議、研究方向與應用前景。（三）重點與難點.重點:UWB超寬帶通信的標準化協(xié)議、研究方向與應用前景。.難點：UWB超寬帶通信的概念、技術(shù)特點與標準及信道傳播特性。第六章60G毫米波與Li-Fi短距離無線通信技術(shù)（本課程重點二）（一）課程內(nèi)容60G毫米波通信的概念、技術(shù)特點及標準化概況（講授+比照）60G毫米波通信的關(guān)鍵通信收發(fā)技術(shù)及應用場合（講授+案例）VLC可見光通信系統(tǒng)的基本原理、通信性質(zhì)及開展狀況（講授+比照）VLC可見光通信系統(tǒng)的物理層技術(shù)、MAC層技術(shù)及局部調(diào)制與均衡的新技術(shù)。（講授+ 比照+本章重點）VLC可見光通信系統(tǒng)的應用前景。（講授）（二）教學要求.

14、 了解60G毫米波通信的概念、技術(shù)特點及標準化概況。.理解60G毫米波通信的關(guān)鍵通信收發(fā)技術(shù)及應用場合。.理解VLC可見光通信系統(tǒng)的基本原理、通信性質(zhì)及開展狀況。.掌握VLC可見光通信系統(tǒng)的物理層技術(shù)、MAC層技術(shù)及局部調(diào)制與均衡的新技術(shù)。.理解與能夠預期VLC可見光通信系統(tǒng)的應用前景。（三）重點與難點.重點：VLC可見光通信系統(tǒng)的基本原理、通信性質(zhì)及開展狀況。.難點：VLC可見光通信系統(tǒng)的物理層技術(shù)、MAC層技術(shù)及局部調(diào)制與均衡的新技術(shù)。 第七章Ad hoc網(wǎng)絡(luò)無線通信技術(shù)（一）課程內(nèi)容Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的起源與開展（講授+比照）Adhoc網(wǎng)路的技術(shù)特點、關(guān)鍵技術(shù)及體系結(jié)構(gòu)（講授+案例）Adh

15、oc網(wǎng)路與本課程上述各章的短距離無線接入技術(shù)的兼容關(guān)系（講授+比照）Ad hoc網(wǎng)路MAC協(xié)議、路由協(xié)議、QOS服務保障研究方向及應用的領(lǐng)域（講授+比照）(二)教學要求. 了解Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的起源與開展。.掌握Ad hoc網(wǎng)路的技術(shù)特點、關(guān)鍵技術(shù)及體系結(jié)構(gòu)。.理解Ad hoc網(wǎng)路與本課程上述各章的短距離無線接入技術(shù)的兼容關(guān)系。.理解Ad hoc網(wǎng)路MAC協(xié)議、路由協(xié)議、QOS服務保障研究方向及應用的領(lǐng)域。(三)重點與難點.重點：Ad hoc網(wǎng)路MAC協(xié)議、路由協(xié)議、QOS服務保障研究方向及應用的領(lǐng)域。.難點：Ad hoc網(wǎng)路與本課程上述各章的短距離無線接入技術(shù)的兼容關(guān)系。三、本課程開設(shè)的實驗

16、工程編號實驗工程名稱學時類型要求支撐的課程目標1藍牙通信環(huán)境搭建與測試2驗證性必做1、 2、 8、 92無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計與測試及ZigBee協(xié)議分析2驗證性必做1、 2、 9、 103室外WLAN (Wi-Fi)搭建與測試2綜合性必做1、 3、 10、 11實驗L藍牙通信環(huán)境搭建與測試.實驗目的熟練掌握藍牙通信環(huán)境搭建與測試方法。.實驗主要內(nèi)容(1)根據(jù)實驗要求配置藍牙通信模塊的硬件與數(shù)據(jù)。(2)進行數(shù)據(jù)流速率與丟包率的測試與分析。.設(shè)備要求(1)藍牙通信模塊30套及配套軟件。實驗2：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計與測試及ZigBee協(xié)議分析.實驗目的熟練掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計與測試及Zig

17、Bee協(xié)議分析。.實驗主要內(nèi)容(1)根據(jù)實驗要求配置ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的硬件與數(shù)據(jù)。(2)進行數(shù)據(jù)流速率與丟包率及ZigBee協(xié)議的測試與分析。.設(shè)備要求ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信模塊30套及配套軟件。實驗3：室外WLAN (Wi-Fi)搭建與測試.實驗目的熟練掌握WLAN (Wi-Fi)搭建與測試方法。.實驗主要內(nèi)容(1)根據(jù)實驗要求配置WLAN (Wi-Fi)通信模塊的硬件與數(shù)據(jù)。(2)進行數(shù)據(jù)流速率與丟包率的測試與分析。.設(shè)備要求WLAN (Wi-Fi)通信模塊30套及配套軟件。四、學時分配及教學方法章(按序填寫)教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目標課堂

18、教學實 驗上 機課 程 實 踐小 計第一章概述2講授法、討論法、1、8第二章藍牙與ZigBee短距離無線通信技術(shù)42講授法、討論法、2、8、9第三章WLAN與IrDA短距離無線通信 技術(shù)44講授法、討論法3、 9、 10第四章RFID短距 離無線通信技術(shù)4講授法、討論法4、 10、 11第五章NFC與UWB 短距離無線通信技術(shù)4講授法、討論法5、 10、 11第六章60G毫米波 與Li-Fi短距離無線 通信技術(shù)4講授法、討論法6、 10、 11第七章Ad hoc網(wǎng)絡(luò) 無線通信技術(shù)4講授法、討論法7、 10、 11合計266五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注平時作業(yè)與表現(xiàn)按照作業(yè)題目進行評分，總分數(shù)平均計算（5次）10%實驗過程與實驗報告完成實驗報告，主要考查觀察與分析能力10%期末考試（閉卷）試卷題型包括填空題、簡答與分析題和計算題等，以卷