无线通信系统(上)
无线通信系统(上)
少于1000 人选课
更新日期:2025/04/30
开课平台智慧树
开课高校同济大学浙江学院
开课教师佴炜
学科专业工学电子信息类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
《无线通信系统》是通信工程、电子信息工程、轨道交通信号与控制专业的专业特色课程,掌握通信学科领域无线通信分支从系统建设、系统运行宏观,到通信协议、信号传输微观相关原理的重要课程。通过本课程的教学,使学生从系统层面掌握以第二代(2G)无线通信系统——全球移动通信系统(GSM)为代表的商用蜂窝移动无线通信系统的基本层级架构及层间接口相关原理、工作机制、维护与优化机制,从微观层面了解以GSM系统为代表的商用蜂窝移动无线通信系统所采用传输信令、协议,微观信号传输的基本原理,及完整的无线呼叫流程,结合对新兴无线通信系统、行业应用型无线通信系统以及无线通信运营商的运营策略等知识点的讲授,使学生具备一定的分析与解决商用无线通信系统中实际问题的能力,以及快速掌握无线通信领域新技术的能力。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
以史鉴今 · 中国无线通信发展史
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中国近代电信业发端
佴炜
无线通信的诞生
佴炜
电信殖民经营
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电信业恢复与蓬勃发展
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卫星通信在摸索中发展
佴炜
寻呼与第一代模拟通信
佴炜
无线通信与互联网融合发展
佴炜
以本塑源 · 无线通信系统基础知识
通信系统基本架构
佴炜
信号与信号分析
佴炜
无线与有线通信的异同
佴炜
无线通信系统基本架构
佴炜
GSM系统的发展脉络
佴炜
以终为始 · 无线通信系统终端
移动台的基本构成
佴炜
SIM卡内的关键信息
佴炜
以空为媒 · 无线信道
无线信道资源的稀缺性
佴炜
无线信道的衰落及抗干扰方式
佴炜
无线信道的时间控制与功率控制
佴炜
无线信道类型划分
佴炜
GSM系统空中接口的复帧配置
佴炜
以静制动 · 无线通信系统基站
基站收发信机的构成
佴炜
工程中的各类基站
佴炜
以一持万 · 基站控制器和移动交换中心
基站控制器的工作方式
佴炜
移动交换中心及其相关重要接口
佴炜
无线通信系统的第三层协议
佴炜
以技兴业 · 无线通信系统的行业应用
铁路中的无线通信系统
佴炜
  • 第一章以史鉴今 · 中国无线通信发展史

    以史鉴今,即以中国无线通信发展百余年的艰辛奋斗史和无线通信各时代关键技术,知晓当今新技术的历史地位和意义。在这一部分内容当中,学生将通过教师所勾勒的中国无线通信风云发展、自强奋斗、创新发展等历史画卷,了解中国无线通信事业发展的曲折与艰辛,了解数代无线通信人为无线通信事业奋斗的专注与勤勉,了解无线通信制式的变迁与进步,理解当今常用无线通信技术历史地位和业务内涵。

  • 1.1中国近代电信业发端

    本节的主要内容是在明确课程定位的基础上,介绍包括中国近代电信业发端在内,电信业在19世纪的中国的发展,并对早期电信业代表业务电报所采用的莫尔斯码工作原理进行介绍。

  • 1.2无线通信的诞生

    本节的主要内容是在介绍无线通信的诞生和中国早期无线电报的发展的基础上,阐释各频段无线电波的类型及其特点,并对20世纪初中国长途电话事业的起步,以及自主建成远东最大的无线电台的过程进行介绍。

  • 1.3电信殖民经营

    本节主要对20世纪30至40年代期间,帝国主义列强在新中国解放前的电信殖民经营历史进行详细介绍,重点对电信业发展代表性城市上海各地区美商、日商对电报、电话业电话电报业的经营进行讨论,并介绍同时期长途电话和公用电话的发展。

  • 1.4电信业恢复与蓬勃发展

    本节的主要内容是对新中国成立后,电信业的恢复与蓬勃发展进行介绍,包括建国后解放军对电信业的接管,电信业生产新气象,以及电信从业者在治理淮河、援藏电信建设、唐山地震灾后重建、国际外交事务等通信支撑、自主研制通信设备打破国外封锁禁运等方面为国家作出的积极贡献。

  • 1.5卫星通信在摸索中发展

    本节的主要内容是对20世纪70年代,中国卫星通信事业以中美建交、尼克松总统访华的通信支撑为背景,从无到有的发展历程进行重点介绍,在令学生理解卫星通信重要发展历史的同时,引导学生理解电信从业人员作为新中国建设者们的缩影,敢于吃苦、甘于奉献的精神。

  • 1.6寻呼与第一代模拟通信

    第六节 寻呼与第一代模拟通信 本节的主要内容是对20世纪80年代,寻呼业务与第一代模拟移动通信进入中国无线通信市场的历史事件、系统配置进行讨论,并对同时期电报业务的逐渐凋零和对台广播等无线通信史上其它重要事件进行简要介绍。

  • 1.7无线通信与互联网融合发展

    本节的主要内容是对21世纪世界互联网飞速发展背景下,无线通信运营商将无线通信数据业务与互联网深度融合,力争成为综合信息服务提供商的战略演变。

  • 第二章以本塑源 · 无线通信系统基础知识

    以本塑源,即以通信基础知识、无线通信系统架构等必要的本源,塑造本课程后续内容的知识基础和知识体系框架。在这一部分内容当中,学生将回顾通信原理中所涉及的模拟信号与数字信号、信号调制技术、信道复用方式、傅里叶变换和傅里叶分析等基础知识,同时掌握无线通信系统与有线通信系统的差异,并掌握以2G GSM无线通信系统为代表的系统基本层级架构和层级间的接口关系。

  • 2.1通信系统基本架构

    本节的主要内容是对《通信系统原理》中涉及的通信系统基本架构进行回顾,通过列举生活中通信系统的案例,加深学生对通信系统所包含的全部系统要素的理解,并着重强调通信系统中编码、加密等关键技术的作用,巩固学生对相关知识的理解。

  • 2.2信号与信号分析

    本节的主要内容是引导学生对通信系统中承担信号时域、频域变换任务,以便从不同维度分析信号的有力工具——傅里叶级数和傅里叶变换进行解读,详解由傅里叶级数在分析周期信号中的作用,并由傅里叶级数的基本原理,借量变引起质变的哲学思想引申至傅里叶变换,以期令学生充分理解通信系统中这一重要前序知识的核心思想。

  • 2.3无线与有线通信的异同

    本节的主要内容是在明确无线通信系统与有线通信系统所采用通信技术具有共性的基础上,更重点探讨无线通信系统与有线通信系统的差异,点出六个最为值得关注的系统差异在系统设计时的解决思路。

  • 2.4无线通信系统基本架构

    本节以2G GSM系统为例,详解无线通信系统的基本架构,明确自系统最底层移动台(MS)至最高层级移动交换中心(MSC)各层级名称、所要完成的基本工作及层级间的对应接口,明确高层级与低层级之间“一对多”的关系,另对在系统中承担重要功能的操作与维护中心(OMC)功能进行详解。

  • 2.5GSM系统的发展脉络

    本节针对课程后续章节详解无线通信系统各层级功能和设计的主要依托对象,2G GSM无线通信系统自诞生至遍布世界的发展历程与发展脉络进行讨论,明确其系统设计理念在各制式无线通信系统中的典型性和代表性。

  • 第三章以终为始 · 无线通信系统终端

    以终为始,即对于无线通信系统的分层级学习,自无线通信系统的最底层终端开始。在这一部分内容当中,学生将在了解以2G GSM无线通信系统为代表的系统建立即标准化发展历程的基础上,掌握移动台(俗称手机)的内部构成及每个模块的作用,以及移动台中SIM卡的的具体内部构造及所存储和处理的数据类型。

  • 3.1移动台的基本构成

    本节的主要内容是对作为无线通信系统最底层的终端——移动台的硬件构成进行介绍,明确其中天线、射频、中频和基带四大模块的工作职责。

  • 3.2SIM卡内的关键信息

    本节的主要内容是对置于移动台内部,令移动台正常工作,存储商用无线通信系统用户关键信息的SIM卡进行介绍,在介绍其基本构造的基础上,重点讨论其内部所存储的关键信息类型,并对移动台、SIM卡所对应的较为关键的物理信息和号码进行介绍。

  • 第四章以空为媒 · 无线信道

    以空为媒,即对于无线终端的数据传输,主要以开放的无线空间作为媒介展开,对开放空间构成的无线信道进行讨论。在这一部分内容当中,学生将理解无线信道资源的稀缺性、信息传输的不稳定性,并掌握对抗无线信道干扰的典型方式,理解信信道类型划分对于信息有效管理和实现无线信息传输的重要性,以2G GSM无线通信系统为代表的各类信道类型划分,并掌握各类信道之间相互作用协同运行的工作机制。

  • 4.1无线信道资源的稀缺性

    本部分内容在阐述无线信道,特别是应用于第二代(2G)至第四代(4G)商用无线通信系统所在微波频段无线信道资源稀缺性的基础上,重点对充分利用有限信道资源容纳多用户的多种多址技术,包括空分复用、码分复用、频分复用和时分复用进行详细介绍。

  • 4.2无线信道的衰落及抗干扰方式

    第二节 无线信道的衰落及抗干扰方式 本部分内容主要对无线信道的典型的大尺度衰落和小尺度衰落进行解读,明确额其对于无线信号传输带来的不利影响,在此基础上,对无线通信系统中对抗信道衰落带来的干扰方式,包括信道编码、交织技术和均衡技术进行详细解读。

  • 4.3无线信道的时间控制与功率控制

    本部分内容主要针对无线信道作为承载移动台和基站之间信息传输的媒介,在其中传输信息的两处设计关键进行详细解释,包括系统为确保基站辖区内全体移动台与基站通信过程中遵循严格时分复用机制而设置的时间控制方式,以及为确保各个移动台信息被接收侧接收功率相当而设置的功率控制方式等。

  • 4.4无线信道类型划分

    本节的主要内容是针对为了使在开放空间更好地传输信息,对有限传输资源进行定义和功能划分的各类信道及其各不同的信道子类名称,并详解这些不同类型信道的作用,及其中所传输数据的典型数据帧结构。

  • 4.5GSM系统空中接口的复帧配置

    本节的主要内容是对GSM空中接口的复帧配置方式进行介绍,详细解释一个通话中的移动台如何利用业务条线复帧中的空闲帧,侦听广播、控制条线复帧中的必要信息,以保持对所在基站辖区接入和通信规则的理解,在此基础上,详细解释业务条线和广播、控制条线上两种复帧配置帧数设计的缘由及其精妙之处。

  • 第五章以静制动 · 无线通信系统基站

    以静制动,即以无线通信系统中设置的静止不动的基站,实现对能够自由移动的系统终端的有效管理与服务提供。在这一部分内容当中,学生将了解无线通信系统基站包括外部设备和内部结构在内的基本构成,还将拓展性了解实际工程应用中的各类制式无线通信系统的基站外观及其安装特点。

  • 5.1基站收发信机的构成

    本节的主要内容是介绍无线通信系统中第二层级——基站收发信机的典型构成,详解其天线、馈线、载频等主要设备的外观及其作用,并以工程视角举例介绍不同供货厂商在2G GSM系统中载频设备不同形态;另对基站收发信机中的其它部件进行简要讨论。

  • 5.2工程中的各类基站

    本节的主要内容是从工程化的视角出发,详细解读工程中基站的建设方式和建设特点,展示工程中各类型不同基站的外观及其附属机房中的内部设备布局,随后特别就基站中重要的外设天线在工程中的不同形态进行详细列举与分析,最后对基站在外观设计和结构形式上的变体,如经管基站、背包基站等进行简要介绍。

  • 第六章以一持万 · 基站控制器和移动交换中心

    以一持万,即以无线通信系统上层层级的基站控制器和移动交换中心等层级单个实体,实现对区域内数以万计的移动终端的信息传输与交换的管理。在这一部分内容中,学生将掌握系统上层层级及层级间接口的工作方式,系统上层层级与非系统基本层级之间的连接及功能内涵,以及无线通信系统的第三层协议。

  • 6.1基站控制器的工作方式

    本节的主要内容是介绍无线通信系统中第三层级——基站收发信机的工作方式,根据其向上及向下层级均为有线连接的特点,利用类比的方式,将基站控制器被誉为一台微机,借用微机原理中的总线概念理解基站收发信机中核心功能单元的信息交互实现方式,并对基站收发信机的主要功能和与其它系统功能层级或其它功能单元的数据传输链路进行介绍。

  • 6.2移动交换中心及其相关重要接口

    本节的主要内容是对无线通信系统中最高层级——移动交换中心的工作方式进行详细介绍,重点讨论其核心功能,即通过母线交换与时隙交换的组合实现对商用无线通信系统中海量通话话路的交换,考虑移动交换中心作为系统最高层级的属性,简要对其对外互联的系统类型,以及其与系统各关键数据存储单元或数据库之间的重要接口进行介绍。

  • 6.3无线通信系统的第三层协议

    本节的主要内容是对无线通信系统的第三层协议的存在意义及其三个协议子层——无线资源管理、移动性管理和接续管理进行详细介绍,明确三个协议子层的主要功能。

  • 第七章以技兴业 · 无线通信系统的行业应用

    以技兴业,即以无线通信技术解决行业实际需求,为行业发展注入新的活力。在这一部分内容中,学生将了解到包括但不限于类似商业无线通信系统的架构,如物联网与铁路系统等,理解通信技术在解决行业实际需求时的设计理念。

  • 7.1铁路中的无线通信系统

    本节的主要内容是在介绍铁路行业应用中无线通信系统基本架构、关键技术的基础上,强调其更注重可靠性设计的关键理念,特别阐释其中的为实现可靠性设置的若干系统冗余设计细节,引导学生在关注专业技术之余理解行业需求在实际工业无线通信系统设计中的重要性。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 以史鉴今 · 中国无线通信发展史

    1.1 中国近代电信业发端

    1.2 无线通信的诞生

    1.3 电信殖民经营

    1.4 电信业恢复与蓬勃发展

    1.5 卫星通信在摸索中发展

    1.6 寻呼与第一代模拟通信

    1.7 无线通信与互联网融合发展

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  • 第二章  作业测试
    第二章 以本塑源 · 无线通信系统基础知识

    2.1 通信系统基本架构

    2.2 信号与信号分析

    2.3 无线与有线通信的异同

    2.4 无线通信系统基本架构

    2.5 GSM系统的发展脉络

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  • 第三章  作业测试
    第三章 以终为始 · 无线通信系统终端

    3.1 移动台的基本构成

    3.2 SIM卡内的关键信息

    视频数2
  • 第四章  作业测试
    第四章 以空为媒 · 无线信道

    4.1 无线信道资源的稀缺性

    4.2 无线信道的衰落及抗干扰方式

    4.3 无线信道的时间控制与功率控制

    4.4 无线信道类型划分

    4.5 GSM系统空中接口的复帧配置

    视频数5
  • 第五章  作业测试
    第五章 以静制动 · 无线通信系统基站

    5.1 基站收发信机的构成

    5.2 工程中的各类基站

    视频数2
  • 第六章  作业测试
    第六章 以一持万 · 基站控制器和移动交换中心

    6.1 基站控制器的工作方式

    6.2 移动交换中心及其相关重要接口

    6.3 无线通信系统的第三层协议

    视频数3
  • 第七章  作业测试
    第七章 以技兴业 · 无线通信系统的行业应用

    7.1 铁路中的无线通信系统

    视频数1
  • 期末考试