無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（羅偉）教案

重慶郵電大學(xué)授課教案（學(xué)年第2學(xué)期）課程代碼：課程名稱：無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃任課教師：授課班級：教學(xué)周數(shù)：周學(xué)時數(shù)：教學(xué)部主任審批：系(部)主任審批：無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第1周授課主題第1講：電磁波傳播基本理論授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課□實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生了解電磁波頻譜以及各個頻段在通信中應(yīng)用特點。幫助學(xué)生掌握電磁波傳播基本分析方法。幫助學(xué)生掌握自由空間電波傳播特征。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：重點掌握移動通信傳播環(huán)境的概念、無線通信的特點。難點：如何由波動方程推導(dǎo)均勻平面波求解形式，平面波基本概念推導(dǎo)過程及物理意義，電波散射現(xiàn)象的經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃蛿?shù)值分析方法。教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：由目前移動通信技術(shù)的應(yīng)用引入無線信道的研究意義。重點講解：電波傳播基礎(chǔ)理論，均勻平面波傳播特性。難點處理：理解自由空間電磁場強計算方法，理解電波傳播理論與無線通信的聯(lián)系。課堂活動：通過提問回答的方式，幫助學(xué)生回憶前期課程中所學(xué)到的電磁理論知識，并與無線電波傳播技術(shù)聯(lián)系起來。安排課后作業(yè)。教學(xué)小結(jié)總結(jié)本次課程學(xué)習(xí)重點與難點。教學(xué)思考：如何調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，重視本門課程學(xué)習(xí)。作業(yè)要求及安排課堂作業(yè)：討論電波傳播理論的電磁理論基礎(chǔ)研究方法。課外作業(yè)：調(diào)研無線通信信道與其他信道（如光纖等）的異同點。

無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第2周授課主題第2講：菲涅爾區(qū)基本理論授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課□實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生了解惠更斯菲涅爾原理及其在無線通信中的應(yīng)用。幫助學(xué)生掌握菲涅爾原理的推導(dǎo)過程。幫助學(xué)生掌握菲涅爾區(qū)的定義與應(yīng)用。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：波源和點源的赫茲矢量表述，惠更斯-菲涅爾原理的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。難點：基爾霍夫積分的推導(dǎo)過程，菲涅爾區(qū)的數(shù)學(xué)描述和幾何特征。教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：由目前移動通信技術(shù)的應(yīng)用引入菲涅爾區(qū)的研究意義。重點講解：惠更斯菲涅爾原理，菲涅爾區(qū)。難點處理：采用傳播余隙評估微波中繼基站部署。課堂活動：通過提問回答的方式，幫助學(xué)生回憶前期課程中所學(xué)到的電磁理論知識，并與無線電波傳播技術(shù)聯(lián)系起來。安排課后作業(yè)。教學(xué)小結(jié)總結(jié)本次課程學(xué)習(xí)重點與難點。教學(xué)思考：如何調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，重視本門課程學(xué)習(xí)。作業(yè)要求及安排課堂作業(yè)：討論電波傳播理論的電磁理論基礎(chǔ)研究方法。課外作業(yè)：調(diào)研無線通信信道與其他信道（如光纖等）的異同點。

無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第3周授課主題第3講：地表電波傳播模式（空間波模式)授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課□實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生掌握電波傳播的基本模式與空間波傳播模式。幫助學(xué)生理解雙線反射模型，及相關(guān)計算方法。幫助學(xué)生理解瑞利準(zhǔn)則及粗糙表面反射分析方法。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：雙線反射模型的計算分析；難點：結(jié)合移動通信場景建立雙線反射模型，考慮地球曲率半徑時的球面雙線反射模型分析。教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：由移動通信日常生活場景，引入電波傳播的計算分析，根據(jù)復(fù)雜無線信道環(huán)境，引入瑞利準(zhǔn)則的重要性。重點講解：電波傳播基本模式所對應(yīng)的無線通信技術(shù)；自由空間的定義；電波傳播的計算方法，空間波傳播模式的定義；雙線反射模型中電波傳播的損耗計算方法；瑞利準(zhǔn)則如何判斷地面的粗糙程度，及其對傳播模型的修正方法。難點處理：基于坡印廷定理推導(dǎo)電磁場量的計算公式，并且結(jié)合諾謨圖進(jìn)行快速路徑損耗預(yù)估。課堂活動：指導(dǎo)學(xué)生在講臺和臺下進(jìn)行諾謨圖電磁波傳播損耗的預(yù)估。安排課后作業(yè)。教學(xué)小結(jié)總結(jié)本次課程學(xué)習(xí)重點與難點。教學(xué)思考：如何結(jié)合實際通信案例，進(jìn)行理論概念的教學(xué)。作業(yè)要求及安排課堂作業(yè)：給定實際條件，計算分析確定的地面是否可以視為平坦。課外作業(yè)：計算給定條件下球面反射模型中路徑損耗，分析其與頻率的關(guān)系。

無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第4周授課主題第4講：地形地物與大氣環(huán)境對電波傳播的影響授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課□實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生掌握規(guī)則典型形狀繞射計算方法。幫助學(xué)生掌握植被對電波傳播影響的計算方法。幫助學(xué)生掌握大氣條件對于電波傳播衰減的影響分析方法。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：典型建筑物的繞射效應(yīng)分析，植被環(huán)境對路徑損耗的影響，大氣環(huán)境對路徑損耗的影響；難點：植被覆蓋率對電波傳播的影響，雨雪霧氣象條件對于路徑損耗和電波傳播方向的影響。教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：由繞射現(xiàn)象和長波通信技術(shù)引入地表面波傳播模式的概念。重點講解：人造建筑物對于電波傳播路徑和衰減的影響，理論分析不同種類植被環(huán)境的電磁波路徑衰減，對流層中大氣分子和顆粒吸收電磁波的原理與分析方法，電波傳播路徑傾斜的原理。難點處理：理解植被模型在地表電波傳播模式中的作用。課堂活動：通過提問回答的方式，引導(dǎo)學(xué)生理解對于非理想導(dǎo)體邊界問題的電磁數(shù)值求解方法。安排課后作業(yè)。教學(xué)小結(jié)總結(jié)本次課程學(xué)習(xí)重點與難點。教學(xué)思考：如何將多媒體技術(shù)應(yīng)用于無線通信課程的教學(xué)。作業(yè)要求及安排課堂作業(yè)：給定實際條件，計算分析植被對于電波傳播的吸收比率。課外作業(yè)：計算給定條件下不同程度雨霧天氣電波傳播有效距離。

無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第5周授課主題第5講：宏蜂窩傳播預(yù)測模型(電波傳播預(yù)測模型基本理論)授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課□實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生掌握電波傳播經(jīng)驗測量方法。幫助學(xué)生掌握電波傳播分析的確定性預(yù)測方法。幫助學(xué)生理解常見的典型宏蜂窩通信場景。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：電波傳播預(yù)估技術(shù)的電磁學(xué)理論基礎(chǔ)及其在移動通信中的應(yīng)用；難點：各類蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的區(qū)別對于電波傳播預(yù)測模型的影響教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：由日常室外環(huán)境移動通信場景引入宏蜂窩通信場景的電波傳播特點。重點講解：室外電波傳播特征與基本路徑損耗計算方法，基于經(jīng)驗測量的電波傳播建模方法，基于波動方程的確定性電波傳播問題求解方法。難點處理：電磁學(xué)計算方法與通信技術(shù)結(jié)合進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋仿真分析。課堂活動：通過提問回答的方式，引導(dǎo)學(xué)生理解典型宏蜂窩通信場景。安排課后作業(yè)。教學(xué)小結(jié)總結(jié)本次課程學(xué)習(xí)重點與難點。教學(xué)思考：如何結(jié)合電磁數(shù)值算法基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生理解繞射現(xiàn)象。作業(yè)要求及安排課堂作業(yè)：計算不均勻地表環(huán)境下，電波傳播路徑衰減的理論分析方法。課外作業(yè)：思考復(fù)雜地形條件下如何計算地表面波場強。

無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第6周授課主題第6講：微蜂窩與室內(nèi)傳播預(yù)測模型授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課□實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生掌握微蜂窩與室內(nèi)預(yù)測模型基本原理和算法。幫助學(xué)生掌握典型微站與室內(nèi)電波傳播損耗預(yù)估方法。幫助學(xué)生掌握各類微蜂窩與室內(nèi)傳播預(yù)估模型。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：微蜂窩信道模型研究的方法涉及統(tǒng)計數(shù)學(xué)與電波測量，需要結(jié)合二者知識進(jìn)行教學(xué)。難點：各類復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境對電波傳播預(yù)估方法有重要影響。教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：由城市通信場景，結(jié)合無線信道測量技術(shù)，引入微蜂窩電波傳播預(yù)估方法。重點講解：微蜂窩與室內(nèi)預(yù)測模型的近場距離，建筑對微蜂窩預(yù)測的影響，多射線模型，多縫隙波導(dǎo)模型。難點處理：理解城市環(huán)境電波傳播特性與微蜂窩信道模型之間聯(lián)系。課堂活動：討論復(fù)雜密集城區(qū)信道模型研究方法。安排課后作業(yè)。教學(xué)小結(jié)總結(jié)本次課程學(xué)習(xí)重點與難點。教學(xué)思考：如何調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，重視本門課程學(xué)習(xí)。作業(yè)要求及安排課外作業(yè)：調(diào)研以重慶為例的復(fù)雜城市環(huán)境下為蜂窩預(yù)測建模方法。

無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第7周授課主題第7講：無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化方法（理論基礎(chǔ)與基本原則）授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課□實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生掌握移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計的基礎(chǔ)知識。幫助學(xué)生理解網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的原則。幫助學(xué)生理解網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的流程，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的主要環(huán)節(jié)。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計的基礎(chǔ)知識。難點：基于實際工程案例掌握網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的流程，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的主要環(huán)節(jié)。教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：5G移動通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化成為無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要內(nèi)容，對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量具有重要影響。重點講解：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的流程，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的主要環(huán)節(jié)。難點處理：基于實際工程案例，引導(dǎo)學(xué)生思考網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的流程，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的主要環(huán)節(jié)。課堂活動：通過視頻演示無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化的現(xiàn)場工程操作。安排課后作業(yè)。教學(xué)小結(jié)總結(jié)本次課程學(xué)習(xí)重點與難點。教學(xué)思考：如何結(jié)合視頻演示來講述移動通信解決方案。作業(yè)要求及安排課外作業(yè)：思考各代移動通信系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化技術(shù)的區(qū)別。

無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第8周授課主題第8講：無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化方法（網(wǎng)絡(luò)覆蓋預(yù)估方法，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化原則）授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課□實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生掌握業(yè)務(wù)預(yù)測與無線傳播模型的作用。幫助學(xué)生理解業(yè)務(wù)預(yù)測方法與傳統(tǒng)無線傳播模型。幫助學(xué)生理解傳播模型校正方法。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：業(yè)務(wù)預(yù)測與無線傳播模型。難點：結(jié)合無線通信信道理論理解無線傳播模型。教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：由無線通信中鏈路預(yù)估的需求，引入無線通信傳播模型的作用。重點講解：業(yè)務(wù)預(yù)測與無線傳播模型的作用與研究方法。難點處理：結(jié)合通信工程案例，思考如何針對不同的通信場景應(yīng)用相應(yīng)的無線通信傳播模型。課堂活動：回顧復(fù)習(xí)無線通信信道理論。安排課后作業(yè)。教學(xué)小結(jié)總結(jié)本次課程學(xué)習(xí)重點與難點。教學(xué)思考：如何結(jié)合視頻演示來講述移動通信解決方案規(guī)劃與設(shè)計。作業(yè)要求及安排課外作業(yè)：調(diào)研無線通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化的工程案例。

無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第9周授課主題第9講：無線網(wǎng)絡(luò)基站系統(tǒng)授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課□實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生掌握移動通信基站子系統(tǒng)構(gòu)成。幫助學(xué)生理解基站主設(shè)備的組成。幫助學(xué)生理解5G無線基站部署方法。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：無線基站的組成模塊與應(yīng)用場景。難點：如何理解無線基站傳輸系統(tǒng)的組成與設(shè)計原則，掌握基站天線基本特征與設(shè)計原則。教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：無線基站是無線接入網(wǎng)的重要組成部分，直接對應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生觀察思考校園內(nèi)無線基站分布情況，分析各類基站的特征。重點講解：無線基站主設(shè)備的組成，基站系統(tǒng)各個組成部分的功能和應(yīng)用場景。難點處理：如何結(jié)合實際案例幫助學(xué)生無線基站的構(gòu)成與各個設(shè)備的功能。課堂活動：通過視頻演示基站系統(tǒng)的組合方式。安排課后作業(yè)。教學(xué)小結(jié)總結(jié)本次課程學(xué)習(xí)重點與難點。教學(xué)思考：如何結(jié)合視頻演示來講述移動通信解決方案。作業(yè)要求及安排課外作業(yè)：學(xué)生調(diào)研基站的種類與研究進(jìn)展。

無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第10周授課主題第10講：基站天饋系統(tǒng)授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課?實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生掌握移動通信天饋子系統(tǒng)構(gòu)成。幫助學(xué)生理解天饋各個模塊的功能。幫助學(xué)生理解基站天線設(shè)計方法與原則。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：基站天線小型化與寬帶化設(shè)計方法，天饋系統(tǒng)各個模塊的功能。難點：基站天線架設(shè)與布局原則，饋電系統(tǒng)的設(shè)計與部署方法。教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：天饋系統(tǒng)是無線基站的重要組成部分，引導(dǎo)學(xué)生觀察思考校園內(nèi)無線基站天線分布情況，分析各類天線的特征。重點講解：天饋系統(tǒng)主設(shè)備的組成，其各個組成部分的重要性。難點處理：如何結(jié)合實際案例幫助學(xué)生天饋系統(tǒng)的構(gòu)成與各個設(shè)備的功能。課堂活動：通過視頻演示天饋系統(tǒng)的組合方式。安排課后作業(yè)。教學(xué)小結(jié)總結(jié)本次課程學(xué)習(xí)重點與難點。教學(xué)思考：如何結(jié)合視頻演示來講述移動通信解決方案。作業(yè)要求及安排課外作業(yè)：學(xué)生調(diào)研基站天線的種類與研究進(jìn)展。

無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃課程授課教案授課對象電磁場與無線技術(shù)專業(yè)本科生授課時間第11周授課主題第11講：移動通信電波傳播特性的測量方法授課時間長度90分鐘（2學(xué)時）課程類型理論課√討論課□實驗課□練習(xí)課□其他□教學(xué)語言中文√英文□雙語□其它□教學(xué)目標(biāo)幫助學(xué)生掌握電波測量的原理和基本方法。幫助學(xué)生掌握所測量數(shù)據(jù)處理方法。幫助學(xué)生結(jié)合實測數(shù)據(jù)進(jìn)行校園電波傳播特征分析。教學(xué)重點教學(xué)難點重點：基本的電波測量系統(tǒng)，常用電波測量方法，測量數(shù)據(jù)的分析與處理方法。難點：毫米波無線電測量系統(tǒng)。教學(xué)方式與教學(xué)手段教學(xué)方式：講授√探究□討論√問答√實驗□演示□練習(xí)□其他□教學(xué)手段：板書√多媒體√模型□實物□標(biāo)本□掛圖□音像□其他□教學(xué)內(nèi)容課堂組織時間分配新內(nèi)容導(dǎo)入：移動傳播環(huán)境研究的基本方法和數(shù)據(jù)來源是電波測量與仿真。重點講解：電波測量的原理與