连接世界的通信课程详细信息

课程号 04833230 学分 2
英文名称 communications: Link of world
先修课程 初等数学,中学物理
中文简介 现代通信技术是现代人彼此交流、获取信息的必要手段,以手机为代表的通信工具几乎已经成为现代人生活工作的必备品,通信技术从产生之初就深刻地影响着人们的生活,通信技术是与人们关系最为密切的学科之一,是一个国家科技实力的核心体现之一,是在过去几十年间发展最为迅猛的学科之一,是把传说中的魔法和神话变为现实的学科。它的历史、现状、和未来是什么样子,它如何巨大地改变着我们的生活,它背后的原理思想是什么,本课程将进行简洁但并不简单,庞大但并不纷杂的学习,让学习者即了解现代通信技术的历史、发展和未来,又能了解通信学的基础知识和基本概念。
本课程将通信技术分成几部分来介绍, 包括有线电话通信、无线通信(包括无线通信概况、移动通信、卫星通信、深空通信)、光纤通信、水声通信、网络通信、无线光通信、量子通信、物联网。这些部分都是现代普通人可能接触到的或感兴趣的,他们或者是现代社会现代科技的重要构成,或者是未来发展的重要方向。几部分相互独立,每一部分都可以独立存在,同时每部分之间相互呼应,共同形成一个有机的整体。课堂讲授以历史和现状为明线,将通信技术的基础知识、概念原理和研究思想穿插镶嵌在其中,让学生在愉快轻松的氛围中不知不觉地学到知识和概念。
课程采用大量的实例,辅以丰富的资料,结合翔实的历史和现状,意图将现代通信技术勾勒成为一幅恢弘壮丽的图卷,让大家身临其境。
英文简介 Modern communications technology is the necessary way, depending on which human beings in modern society interact each other and obtain information. Communication tools, as represented by the cell phone, are the essential part of modern life. Communications deeply affects the life of us. It is one of the subject that has the closest relationship with human being, that has been developing fastest in the last century, and is desired most for the whole society, is the kernel of the technology of a nation. It makes the myth into truth. Every modern person touches it and benefits from it. What is it history, current situation, and future? How it changes our lives? What is the fundamental basis and thoughts?
In this course, learners will have a concise, yet not simple, great, yet not clutter study. Learners will know the not only the history, situation, and future, but also the fundamental knowledge and concepts of modern communications.
There are several parts in this course, including telephone communications, wireless communications (including overview of wireless communications, mobile communications, satellite communications, and deep space communications),fiber communications, underwater acoustic communications, network communications, optical wireless communications, quantum communications, internet of things. All these parts are what man may approach, and/or have interesting. They are important component of the modern science and technology, or the direction of the future development. Each part is independent, and at the same time all parts have organic relationship among them. They form a whole subject. There are history reviews and hot spots description through course, and basic knowledge, principles, and research concepts are inlayed. Learners may learn knowledge and concept in pleasant circumstance.
There are lots of examples, material, and history and current hot spots in the course. They altogether outline a magnificent and beautiful picture, and take learners inside.
开课院系 信息科学技术学院
通选课领域  
是否属于艺术与美育
平台课性质  
平台课类型  
授课语言 中文
教材 The art of Electronics,Paul Horowitz,Winfield Hill,Cambridge University Press,19890728,大话通信:通信基础知识读本,杨波,周亚宁,人民邮电出版社,20090501,大话无线通信,丁奇,人民邮电出版社,20100101,通信之道:从微积分到5G,杨学志,电子工业出版社,20160301,
参考书 2,9780521370950;
1,9787115204400;
1,9787115217417;
1,9787121280689;
教学大纲 学生通过对课程的学习,培养对现代通信学的浓厚兴趣,激发对知识的渴望,了解基础的通信专业的知识,使得非专业的学生面对现代通信方面的东西不再觉得神秘,能够有正确的认识。
希望学生在上完本课程之后,对现代通信学有大概的了解,了解学科的所面对的对象和主要研究内容,对学科的历史发展脉络有清晰的认识,对学科内部不同专业之间的相互关系有一定的认识,也对本学科与其他学科之间的关系、本学科对其他学科的推动和依赖,其他学科对本学科的推动和依赖有初步的了解。
学生将学习学科最基本的原理,在学习完本课程后,学生了解基本通信学常识,对以手机为代表的通信设备等等的原理有基本的掌握,对非专业的学生来说现代通信学及通信设备不再是完全的黑箱,而是知道基本的原理,能够听的懂初步专业的解释,能够从初步的专业角度来看待问题,具有全面的基础知识,在通信学方面不会犯常识性错误。
学生学习一些基本的学科思想,如工程思想、问题推动、需求推动等思想,面临工程问题时,将有更合理的指导思想,增加非电子通信类学生对通信专业的认识和了解。对文科生可以建立起科学工程思想,对理科生可以增加学科交流,增进学科交叉,增进学生整体的通识见解。
首先简介课程,重点介绍学科历史和研究思想,分配2课时。
课程主体分为有线电话通信、无线通信(包括个人移动通信、卫星通信、深空通信)、光纤通信、水声通信、无线光通信、量子通信、网络通信、物联网几部分。
首先是有线电话通信,它是现代通信的始祖。从贝尔的发明开始,到跨越北美洲大陆的有线电话,从简单的放大开始,到电话网络,其中恰当地引入通信技术的基本概念、以及作为通信技术物理基础的电子学的一些基本知识。此部分分配2学时。
然后是无线通信,包括无线通信、蜂窝移动通信、卫星通信、深空通信。无线通信从马可尼发明的电报开始讲起,介绍无线通信的由来发展,介绍通用的军用无线通信和常见的民用无线通信,回顾曾经辉煌的寻呼机,并引出无线通信的一些基本概念和原理。蜂窝移动通信部分首先引入蜂窝的概念,回顾第一代、第二代移动通信,讲述第三代和第四代移动通信,畅想第五代移动通信及未来的发展。其中用到的一些关键技术及其原理将在这里展开。卫星通信部分从陆地移动通信的无法逾越的不足开始,引入人造地球卫星通信,并联系历史著名的铱星系统。作为卫星通信一个重要的应用,现代的全球定位系统也将着重介绍。航天是当前科技的热点领域,是人类几千年不变的梦想,无线通信的第三部分是应用于航天的深空通信。本部分是课程的重点,内容丰富,和学生们的联系最为密切,包括8个学时的学习。
第三部分是光纤通信。光纤通信以光为载体,保密性好、抗干扰性好、没有污染、容量巨大,以光纤作为介质,价格便宜、资源无限、重量轻体积小,是当前通信的干线方式。本部分从华人科学家诺贝尔奖获得者高锟开始讲起,介绍光纤通信的概念和基本技术,分配2学时。
海洋中电磁波和光的衰减非常大,这使得无线通信和光通信在海水中都不可能,目前唯一能够穿透海水的是借助机械波的声音,即水声通信。随着我国走向海洋,对大海的开发利用越来越多,水声通信是其中重要的技术,这是课程的第四部分,占2学时。
无线光通信是人类最早开始使用的通信方式之一,本部分从历史上著名的烽火台开始介绍光通信,包括有应用于太空的卫星间光通信,也有简单的遥控器,重点是当前5G中的热点问题之一的、可同时用于照明和通信的空间光通信。本部分占2学时。
量子力学是现代科学的支柱,应用量子力学原理的量子通信是绝对安全的通信方式,从一出现就受到了世界的广泛关注。本部分介绍量子通信,占2学时。
机器与机器之间的通信在计算机出现之后变得尤为重要,在计算机数量上升之后,网络通信成为通信重要的组成部分,到今天,网络通信已经远远不止机器间的通信,而是通信应用中重要的部分,直接影响到每个人。本部分占2学时。
物联网主要是通信发展、网络发展和微电子发展共同努力的结晶,它将人们所关心的各种东西都联系在一起,使得人们的生活变得更加智能和方便,也是正在兴起的新型通信方式。本部分占2学时。
除此之外,课程设置了4学时的讨论课程和2学时的实验课程,增加学生对课程内容的参与,调动选课学生的学习积极性主动性,并亲手操作一些通信实例,亲眼观察通信的深远影响。
上课16周,每周一次,每次2课时,共32课时。
以课堂教授为主,辅以实验课、讨论课,课下布置文献阅读、报告等作业。课堂讲授26课时,讨论及学生报告课4课时,实验课2课时。课堂讲授以历史和现状为明线,将知识点和概念原理穿插镶嵌在其中,让学生在愉快轻松的氛围中学到艰深的知识和繁复的概念。
安排多次的课下文献阅读作业,两次的课上学生文献阅读报告及讨论,每个学生都至少保证一次课上发言机会。安排不少于一次的学生书面报告。
授课由两位教师配合完成,毛新宇、杨延军。毛新宇主讲理论部分及讨论部分,15次课,30课时;杨延军负责实验课程共1次课,2课时。
考试方式包括文献阅读报告、上课讨论、课堂小测验三种。课堂小测验随堂进行,共3次,每次10分;上课讨论2次,共20分;文献阅读报告一次,共50分。总分100分,课程最后给出成绩为通过/不通过,60分以上为通过。
教学评估 毛新宇:
学年度学期:19-20-1,课程班:连接世界的通信1,课程推荐得分:0.0,教师推荐得分:9.58,课程得分分数段:90-95;
学年度学期:21-22-1,课程班:连接世界的通信1,课程推荐得分:0.0,教师推荐得分:10.0,课程得分分数段:95-100;
学年度学期:22-23-1,课程班:连接世界的通信1,课程推荐得分:0.0,教师推荐得分:9.55,课程得分分数段:90-95;
学年度学期:23-24-1,课程班:连接世界的通信1,课程推荐得分:0.0,教师推荐得分:4.7,课程得分分数段:90-95;
杨延军:
学年度学期:21-22-1,课程班:连接世界的通信1,课程推荐得分:0.0,教师推荐得分:10.0,课程得分分数段:95-100;
学年度学期:22-23-1,课程班:连接世界的通信1,课程推荐得分:0.0,教师推荐得分:9.55,课程得分分数段:90-95;
学年度学期:23-24-1,课程班:连接世界的通信1,课程推荐得分:0.0,教师推荐得分:4.38,课程得分分数段:90-95;