無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的課程設(shè)計(jì)

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摘要：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的延伸和必要補(bǔ)充。在互聯(lián)網(wǎng)日益普及的今天，學(xué)好無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，掌握網(wǎng)絡(luò)前沿的最新發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)信息類大學(xué)人才培養(yǎng)具有重要的意義?；诖?，介紹了某校開設(shè)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程，展示教學(xué)方案、課程建設(shè)、內(nèi)容規(guī)劃與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等，為促進(jìn)這門新興課程的發(fā)展，希望為專業(yè)教學(xué)改革、技術(shù)人才培養(yǎng)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；新課程；課程設(shè)計(jì)；仿真實(shí)踐

1引言

社會(huì)信息化、網(wǎng)絡(luò)化已發(fā)展到一個(gè)全民普及的高度。作為計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息社會(huì)的核心，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展日新月異，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的各種創(chuàng)新性應(yīng)用更是層出不窮，對(duì)人們的生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)和生活等方面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，也推動(dòng)著整個(gè)社會(huì)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展。根據(jù)第83次《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》，中國(guó)的網(wǎng)民人數(shù)已達(dá)7億。其中，手機(jī)網(wǎng)民占總?cè)藬?shù)的92.5%?；ヂ?lián)網(wǎng)尤其移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚幕A(chǔ)設(shè)施，熟悉并掌握相關(guān)技術(shù)和技能對(duì)現(xiàn)代工程技術(shù)人員非常重要[1]。高等學(xué)校是我國(guó)科技人才、工程技術(shù)人才培養(yǎng)的主力軍。為順應(yīng)時(shí)代要求，高等學(xué)校緊跟社會(huì)發(fā)展的腳步，為培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)性需求的高素質(zhì)人才，高等學(xué)校信息技術(shù)類專業(yè)有必要適當(dāng)調(diào)整、完善，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的改革。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是高校教學(xué)改革的核心課程之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2017年上半年，計(jì)算機(jī)專業(yè)在各高校的覆蓋面達(dá)到75%。與此形成對(duì)比的是，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程在各高校的課程開設(shè)率只有15%～20%，即便開設(shè)，也只是作為選修課[2]。這說(shuō)明無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程在未來(lái)有很大的發(fā)展空間和潛力。為此，有必要深入探討無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的課程設(shè)計(jì)，為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步推廣奠定基礎(chǔ)。

2課程設(shè)置方案

學(xué)習(xí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)需要有前期預(yù)備知識(shí)，要求學(xué)生先修一些專業(yè)課程，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)等。本課程的授課對(duì)象是三、四年級(jí)本科生和一年級(jí)研究生，面向的專業(yè)有網(wǎng)絡(luò)工程、物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程、電子工程、信息安全和軟件工程等。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)時(shí)安排為32個(gè)理論學(xué)時(shí)和16個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要理論內(nèi)容包括無(wú)線通信基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)仿真基礎(chǔ)。按照覆蓋區(qū)域劃分的無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線城域網(wǎng)、無(wú)線廣域網(wǎng)、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)和無(wú)線體域網(wǎng)。按照應(yīng)用劃分的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)、車載自組織網(wǎng)絡(luò)等。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括面向各種不同無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的物理測(cè)量、室外組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理、介質(zhì)訪問(wèn)控制/路由/傳輸協(xié)議仿真、室內(nèi)定位以及智能穿戴等，由仿真和實(shí)測(cè)兩種手段進(jìn)行。課外學(xué)習(xí)以深入閱讀前沿技術(shù)文獻(xiàn)為主，習(xí)題為輔。教學(xué)方法以講授為主，查閱資料和分組討論為輔。

3課程教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1課堂教學(xué)

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解當(dāng)前主流的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程首先講述無(wú)線通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和參考模型，重點(diǎn)學(xué)習(xí)硬件基礎(chǔ)——天線、無(wú)線信號(hào)傳播的損傷與衰退特性、適合無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)編碼方案與擴(kuò)頻技術(shù)以及在無(wú)線傳輸過(guò)程中的差錯(cuò)控制技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，從縱橫兩條線學(xué)習(xí)各類無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。縱向按照覆蓋范圍劃分的六類無(wú)線網(wǎng)絡(luò)：無(wú)線體域網(wǎng)WBAN、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)WPAN、無(wú)線局域網(wǎng)WLAN、無(wú)線城域網(wǎng)WMAN、無(wú)線廣域網(wǎng)WWAN和無(wú)線地域網(wǎng)WRAN。重點(diǎn)學(xué)習(xí)以上各種網(wǎng)絡(luò)的概念、特點(diǎn)、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議棧和主要技術(shù)。橫向按照應(yīng)用劃分的3類無(wú)線網(wǎng)絡(luò)：移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WS和車載自組織網(wǎng)絡(luò)。重點(diǎn)學(xué)習(xí)這三種網(wǎng)絡(luò)的概念、應(yīng)用領(lǐng)域、主要難題、關(guān)鍵技術(shù)和解決方案。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生理解無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基本概念與技術(shù)，了解無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)與動(dòng)向。旨在將學(xué)生所掌握的互聯(lián)網(wǎng)概念和原理拓展到無(wú)線領(lǐng)域[3]。

3.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在講授理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，旨在讓學(xué)生親身實(shí)踐，將理論知識(shí)運(yùn)用在實(shí)踐中解決具體問(wèn)題，以加深對(duì)實(shí)際問(wèn)題的理解，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力。在傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，為了緊跟最新學(xué)術(shù)前沿，保持技術(shù)上的領(lǐng)先性和前瞻性，增加了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。此外，考慮到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更新速度較快，為了引導(dǎo)學(xué)生掌握各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的前沿動(dòng)態(tài)，搜集了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)最新高水平的原始文獻(xiàn)，如ACM、IEEE權(quán)威學(xué)術(shù)期刊。開學(xué)初將學(xué)生分組，每組10人，為其分配20～30頁(yè)的英文文獻(xiàn)，并要求翻譯閱讀。期末各小組派代表上臺(tái)展示和演講，對(duì)研讀的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行介紹、分析和討論。學(xué)生通過(guò)這項(xiàng)活動(dòng)，既可以開闊視野，又可以鍛煉英文閱讀、翻譯、理解和演講等能力.

4結(jié)語(yǔ)

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最重要的熱點(diǎn)研究課題，也是該領(lǐng)域技術(shù)迭代革新最快的分支之一。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)整個(gè)社會(huì)的運(yùn)行、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們的社交活動(dòng)以及工作學(xué)習(xí)等諸多方面都有重要的影響。因此，介紹了大學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程的教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，為這門新興課程的建設(shè)與發(fā)展提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]王新兵.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)大學(xué)課程的挑戰(zhàn)[J].中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊,2016(9):20-24.

[2]汪濤.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)導(dǎo)論(第2版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2013:78.

[3]金光,江先亮,蘇成龍.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù):從章節(jié)到獨(dú)立課程[J].中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通信,2016(9):25-31.

作者：張文哲 單位：蘇州大學(xué)