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B適用專業：物聯網工程教材：物聯網與短距離無線通信技術（第2版），董健編著，電子工業出版社，2016年8 月第2版；2016年8月第1次印刷。一課程性質與課程目標（一）課程性質短距離無線通信課程是物聯網工與通信工程等程專業教學計劃中的一門專業選修課程。它對 現有短距離無線通信技術進行全面分析與比照，是通信專業最前沿、開展最快的技術之一。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 技術的了解，可以使學生在實際應用中針對不同的環境做出恰當的選擇。同時培養學生的辯證思維 能力，樹立理論聯系實際的科學觀點，提高學生分析問題、解決問題的能力。通過學習，學生能夠 系統地掌握相關物聯網中的短距離無線通信技術的基礎知識，具備初步系統分析水平與基礎網絡設 計能力，養成一定的分析素質，并對專業相關重要業務與應用內容產生更好的認識。本課程強調理 論與實踐結合，旨在通過課堂舉例與課后實驗來加強學生對知識的理解，進而培養運用專業理論知 識、分析問題與解決問題的能力，并促進創新素質的提升。（二）課程目標短距離無線通信主要講述當

3、代通信網絡中的各種重要交換技術的基本理論、主要實現過程 及性能分析方法，包括：課程目標1: 了解物聯網及物聯網通信的概念、體系結構及關鍵技術，掌握短距離無線通信技 術的一些主要使用類型。課程目標2：掌握 藍牙通信技術的概念、特點、協議體系結構、協議子集、應用規范、組網方 法、路由機制及應用場景等內容；理解ZigBee通信技術的概念、特點、協議棧、組網技術、路由機 制及組建無線傳感器網絡的方法等內容。課程目標3：掌握WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技術標準、拓撲結構、各階段協議的特點與演 變；理解WLAN的物理層技術特點、MAC層的監聽與節點技術、網絡層的平安路由技術及WLAN 的廣泛

4、應用方法與場合。了解IrDA近紅外技術的概念、協議標準及應用。課程目標4： 了解自動識別的基本原理；掌握與理解RFID無線通信技術的理論基礎、工作原理、 系統組成、技術標準、關鍵技術及廣泛應用場景。課程目標5： 了解NFC近場通信的概念、技術特點與標準、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、技術特點與標準、信道傳播特性、標 準化協議、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、技術特點、標準化概況、關鍵通信收發技術及應用 場合；掌握VLC可見光通信系統的基本原理、通信性質、開展狀況、光譜與結構、物理層和MAC 層技術、局部調制與均

5、衡的新技術及VLC系統的應用前景。課程目標7： 了解Ad hoc網絡的起源與開展；掌握該網路的技術特點、關鍵技術及體系結構； 理解該網絡與上述各章的短距離無線接入技術的兼容關系；掌握Ad hoc網絡MAC協議、路由協議、 QOS服務保障研究方向及應用的領域。課程目標8：將短距離無線通信技術的基本理論與實踐有機結合，培養對交換與組網領域復雜 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與系統的性能分析，掌握制約組網性能的主要因素, 具有在工程環境中改善網絡交換性能的能力。課程目標10：運用適合某類具體網絡與業務技術，掌握分析與解決實際選用何種交換技術的網 絡節點設備的實際工程問

6、題能力。課程目標11:通過課程實驗，增進學生對所學內容的領悟，能夠采用科學方法，分析與解釋實 驗數據，幫助學生能夠實施系統設計，并具有一定的創新意識。（三）課程目標與專業畢業要求指標點的對應關系本課程支撐專業培養計劃中畢業要求指標點4. 6;5. 1,本課程支持的畢業要求指標點如下：指標點4.6 （權重0.2）：能夠采用科學的方法對實驗結果進行關聯、分析和解釋，并通過信息綜 合得到有效結論。指標點5.1 （權重0.2）： 了解物聯網領域的新工具、新技術，能夠通過多種途徑獲取有效信息和 資源。畢業要求課程目標畢業要求4. 6畢業要求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、課程內容與教學要求第一章概述（一）課程內容.物聯網及物聯網通信的概念（講授）.物聯網體系結構及關鍵技術（講授+案例）.短距離無線通信技術的主要使用類型（基于通信網課程的，回顧+復習）（二）教學要求L 了解本課程的性質、研究對象與方法、任務；掌握物聯網及物聯網通信的基礎概念：比 如面向連接與無連接網絡、比方信息在物聯網中的交換與傳輸方式。.理解物聯網體系結構及關鍵技術。.掌握短距離無線通信技術的主要使用類型。（三）重點與難點.重點：短距離無線通信技術的主要使用類型。.難點：無第二章 藍牙與ZigBee短距離無線通信技術（

8、一）課程內容.藍牙通信技術的概念、特點（講授+復習通信網課程相關內容）.藍牙通信技術的協議體系結構與協議子集（講授+案列）.藍牙通信技術的應用規范與組網方法（講授）.藍牙通信技術的路由機制與應用場景（講授+結合實驗）. ZigBee通信技術的概念、特點及協議棧（講授+案例分析）. ZigBee通信技術的組網技術、路由機制（講授+案例分析）. ZigBee通信技術組建無線傳感器網絡的方法（講授+案例分析+結合實驗）（二）教學要求.掌握 藍牙通信技術的概念、特點、協議體系結構、協議子集、應用規范、組網方法、 路由機制及應用場景等內容。.理解ZigBee通信技術的概念、特點、協議棧、組網技術及路由機

9、制。.理解ZigBee通信技術組建無線傳感器網絡的方法等內容。（三）重點與難點.重點：藍牙通信技術的概念、特點、協議體系結構、協議子集、應用規范、組網方法、 路由機制及應用場景。.難點：ZigBee通信技術組建無線傳感器網絡。第三章 WLAN與IrDA短距離無線通信技術（一）課程內容WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技術標準與拓撲結構（講授+比照）WLAN （802.1 IXWi-Fi）的各階段協議的特點與演變（講授+案例）WLAN （802.1 IXWi-Fi）的物理層技術特點、MAC層的監聽與節點技術、網絡層的 平安路由技術及WLAN的應用方法與場合（講授推導+參數比照，結合實驗，

10、本章重點）IrDA近紅外技術的概念、協議標準及應用。（講授+比照）（二）教學要求.掌握WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技術標準、拓撲結構及各階段協議的特點與演變等 內容。.理解WLAN （802.1 IXWi-Fi）的物理層技術特點、MAC層的監聽與節點技術、網絡層的平安路由技術及WLAN的應用方法與場合。. 了解IrDA近紅外技術的概念、協議標準及應用。（三）重點與難點1.重點：WLAN （802.1 IXWi-Fi）的技術標準、拓撲結構及各階段協議的特點與演變； WLAN的物理層技術特點、MAC層的監聽與節點技術、網絡層的平安路由技術。2,難點：WLAN的物理層技術特點、MAC層

11、的監聽與節點技術、網絡層的平安路由技術。 第四章RFID短距離無線通信技術（本課程重點一）（一）課程內容自動識別的基本原理與技術（講授+比照）RFID無線通信技術的理論基礎與工作原理（講授+案例）RFID無線通信技術的系統組成、技術標準及關鍵技術（講授推導+參數比照，本章重 點）RFID無線通信技術的廣泛應用場景。（講授+比照+結合實驗） （-）教學要求. 了解自動識別的基本原理與技術。.理解RFID無線通信技術的理論基礎與工作原理。.掌握RFID無線通信技術的系統組成、技術標準及關鍵技術。.理解與體會RFID無線通信技術的廣泛應用場景。（三）重點與難點.重點:RFID無線通信技術的系統組成、

12、技術標準及關鍵技術.難點：RFID的天線技術、防碰撞技術及平安隱私問題。第五章 NFC與UWB短距離無線通信技術（一）課程內容NFC近場通信的概念、技術特點、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議、研究方向與應用前景。.難點：UWB超寬帶通信的概念、技術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（本課程重點二）（一）課程內容60G毫米波通信的概念、技術特點及標準化概況（講授+比照）60G毫米波通信的關鍵通信收發技術及應用場合（講授+案例）VLC可見光通信系統的基本原理、通信性質及開展狀況（講授+比照）VLC可見光通信系統的物理層技術、MAC層技術及局部調制與均衡的新技術。（講授+ 比照+本章重點）VLC可見光通信系統的應用前景。（講授）（二）教學要求.

14、 了解60G毫米波通信的概念、技術特點及標準化概況。.理解60G毫米波通信的關鍵通信收發技術及應用場合。.理解VLC可見光通信系統的基本原理、通信性質及開展狀況。.掌握VLC可見光通信系統的物理層技術、MAC層技術及局部調制與均衡的新技術。.理解與能夠預期VLC可見光通信系統的應用前景。（三）重點與難點.重點：VLC可見光通信系統的基本原理、通信性質及開展狀況。.難點：VLC可見光通信系統的物理層技術、MAC層技術及局部調制與均衡的新技術。 第七章Ad hoc網絡無線通信技術（一）課程內容Ad hoc網絡的起源與開展（講授+比照）Adhoc網路的技術特點、關鍵技術及體系結構（講授+案例）Adh

15、oc網路與本課程上述各章的短距離無線接入技術的兼容關系（講授+比照）Ad hoc網路MAC協議、路由協議、QOS服務保障研究方向及應用的領域（講授+比照）(二)教學要求. 了解Ad hoc網絡的起源與開展。.掌握Ad hoc網路的技術特點、關鍵技術及體系結構。.理解Ad hoc網路與本課程上述各章的短距離無線接入技術的兼容關系。.理解Ad hoc網路MAC協議、路由協議、QOS服務保障研究方向及應用的領域。(三)重點與難點.重點：Ad hoc網路MAC協議、路由協議、QOS服務保障研究方向及應用的領域。.難點：Ad hoc網路與本課程上述各章的短距離無線接入技術的兼容關系。三、本課程開設的實驗

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藍牙通信環境搭建與測試2驗證性必做1、 2、 8、 92無線傳感器網絡通信設計與測試及ZigBee協議分析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藍牙通信環境搭建與測試.實驗目的熟練掌握藍牙通信環境搭建與測試方法。.實驗主要內容(1)根據實驗要求配置藍牙通信模塊的硬件與數據。(2)進行數據流速率與丟包率的測試與分析。.設備要求(1)藍牙通信模塊30套及配套軟件。實驗2：無線傳感器網絡通信設計與測試及ZigBee協議分析.實驗目的熟練掌握無線傳感器網絡通信設計與測試及Zig

17、Bee協議分析。.實驗主要內容(1)根據實驗要求配置ZigBee無線傳感器網絡節點模塊的硬件與數據。(2)進行數據流速率與丟包率及ZigBee協議的測試與分析。.設備要求ZigBee無線傳感器網絡節點通信模塊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。.實驗主要內容(1)根據實驗要求配置WLAN (Wi-Fi)通信模塊的硬件與數據。(2)進行數據流速率與丟包率的測試與分析。.設備要求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44講授法、討論法3、 9、 10第四章RFID短距 離無線通信技術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4講授法、討論法6、 10、 11第七章Ad hoc網絡 無線通信技術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重備注平時作業與表現按照作業題目進行評分，總分數平均計算（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