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XuetangX

移动改变生活-5G的前世今生

Harbin Institute of Technology via XuetangX

Overview

本课程是电子信息类通信工程领域专业学位研究生的学科核心课,要求学生能理解移动通信的发展历史、研究现状、演进趋势以及系统的基本组成部分;能分析移动通信系统的电波传播特点与信道建模方法;能理解蜂窝网移动通信系统的核心性能指标,并能基于5G通信系统在实际生活中的应用去设计和创新新的应用领域和应用方向,理解不同应用场景对5G系统的具体需求;能基于5G/B5G相关理论和方法采用合适的关键技术进行蜂窝移动通信系统的分析和设计;能讨论不同体制系统之间的联系和区别,进而讨论下一代移动通信网络发展方向,分析其潜在的关键技术和应用场景。

根据面向国际学术前沿和国家重大需求的定位,贯彻“成果导向”的理念,基于布鲁姆教育目标分类理论,确立学生学习本课程后应达到的课程目标,如图1所示:

图1 本课程的课程目标

课程目标1 人格塑造:通过中国在通信领域的发展历程、5G时代面临的严峻挑战以及5G在不同行业领域的典型应用,树立学生的民族自豪感和自信心,提升学生有能力、有意愿面向国家重大需求,投身祖国经济建设的意愿,培养学生求真务实和追求卓越的科学精神。

课程目标2 能力素质建设:能够根据具体移动通信理论和技术的特点分析其在不同应用场景中的适用性,具有运用移动通信关键技术构建现代移动通信系统的能力,并具备评估外部制约因素对工程实践产生影响的能力;能够理解蜂窝移动通信领域的学科前沿,具有较强的自主学习能力。

课程目标3 知识探究:通过对现代移动通信系统中无线信道、系统体系架构演进过程、5G/B5G系统中的关键技术等知识的理解、运用和分析,系统掌握移动通信系统的演进过程及体系架构,并能理解5G系统在不同应用领域应用时能够提供的能力。

本课程不仅仅让学生了解常见的蜂窝移动通信系统的历史演进过程及其原因,理解5G蜂窝移动通信系统的工程设计方法,包括系统架构、标准化过程、典型应用场景、关键技术以及未来对人们生活的改变情况等知识内容,进而能够分析和讨论蜂窝移动通信系统设计的基本限制及其合理的解决方案;更重要的是从工程教育的角度,让学生理解工程实践与科学、艺术、经济、管理、文化、环境、工程伦理等多个方面的要素之间相互影响、相互制约的关系,为其后期在通信工程领域的工程实践奠定基础。

Syllabus

  • 第一章 移动通信技术如何改变生活?——移动通信系统的演进
    • 1.1 移动通信的历史
    • 1.2 1G到5G的演进过程
    • 1.3 1G到3G的特点
    • 1.4 4G的特性及需求
    • 1.5 5G的典型应用场景
    • 1.6 为何要发展5G?
    • 1.7 5G的发展历程
  • 第二章 迷踪觅影——移动通信系统的基本构成
    • 2.1 5G的需求——5G通信系统技术指标分析
    • 2.2 双工技术——如何区分手机和基站之间的双向信号
    • 2.3 多址接入方式——如何区分不同的用户
    • 2.4 信源编码——解决通信的有效性问题
    • 2.5 信道编码——解决通信的可靠性问题
    • 2.6 调制技术——解决通信的无线传输问题
    • 2.7 加性高斯白噪声(AWGN)——香农容量的引入
  • 第三章 无线电波的秘密——移动信道传输特性
    • 3.1 无线电波频段的划分
    • 3.2 无线信道的特点
    • 3.3 大尺度衰落
    • 3.4 小尺度衰落
    • 3.5 移动信道建模
  • 第四章 攀登移动通信技术之峰——从2G到5G的系统架构
    • 4.1 2G系统的体系架构
    • 4.2 3G系统的体系架构
    • 4.3 4G系统的体系架构
    • 4.4 5G系统的体系架构
    • 4.5 接入网架构演进的过程
  • 第五章 畅游移动通信新生活——5G时代带来的变化及典型应用
    • 5.1 5G对人类生活的影响
    • 5.2 5G在不同领域的应用
  • 第六章 聚焦5G标准之争——5G系统的关键技术
    • 6.1 5G网络关键技术概述
    • 6.2 超密集网络
    • 6.3 毫米波——高频段传输
    • 6.4 自适应调制编码
    • 6.5 HARQ
    • 6.6 Massive MIMO-大规模天线
    • 6.7 非正交多址接入方式
    • 6.8 5G网络高层关键技术
  • 第七章 未来已来——6G的愿景及其演进
    • 7.1 5G面临的挑战
    • 7.2 6G的愿景
  • 期末考试

    Taught by

    Wu Xuanli, He Chenguang, and Sha Xuejun

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