《水聲通信》課程教學(xué)大綱

《水聲通信》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程中文名稱水聲通信課程英文名稱UnderwaterAcousticCommunication課程編號(hào)33241615課程模塊￡思想政治理論課￡通識(shí)教育課￡專業(yè)基礎(chǔ)課R專業(yè)課課程性質(zhì)￡必修￡限選R專業(yè)任選￡任選總學(xué)時(shí)48講授學(xué)時(shí)48實(shí)驗(yàn)（專題輔導(dǎo)）學(xué)時(shí)0總學(xué)分3開課單位電子與信息工程學(xué)院開課系（室）通信工程系授課對(duì)象通信工程專業(yè)本科生適用專業(yè)通信工程專業(yè)二、課程簡(jiǎn)介和教學(xué)目標(biāo)1．課程簡(jiǎn)介（300-500字）《水聲通信》是通信工程專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)任選課。本課程主要從水聲信道特性出發(fā)，重點(diǎn)講授水聲通信的基礎(chǔ)概念、基本理論及其可拓展應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生通過基礎(chǔ)知識(shí)及數(shù)學(xué)推演反思其物理含義，并通過理論和算法的仿真實(shí)現(xiàn)，加深對(duì)理論的理解和提升相關(guān)領(lǐng)域的科研探索能力。主要內(nèi)容包括：(1)講述由水聲的物理傳播特性帶來的水聲通信的挑戰(zhàn)以及和傳統(tǒng)陸上電磁波無線通信的差異；(2)介紹水聲的物理傳播特性帶來的水聲信道數(shù)學(xué)模型；(3)推演基于水聲信道數(shù)學(xué)模型的水聲通信調(diào)制方式、信道估計(jì)、均衡和解碼等理論與算法；(4)引導(dǎo)學(xué)生理解水聲通信理論與算法背后的物理含義，提高運(yùn)用水聲通信理論解決實(shí)際問題的能力，提高解決通信領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力。2.教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1：學(xué)生能夠掌握水聲通信的基本原理，了解水聲通信與傳統(tǒng)陸上電磁波無線通信的異同；能夠運(yùn)用相關(guān)專業(yè)知識(shí)理解與表述水聲通信領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。教學(xué)目標(biāo)2：掌握幾種基本水聲信道的物理和數(shù)學(xué)模型、以及由此帶來的水聲通信基本調(diào)制解調(diào)理論；通過簡(jiǎn)單有效的水聲信道的物理和數(shù)學(xué)模型分析，學(xué)會(huì)分析和比較水聲信道數(shù)學(xué)模型的通信調(diào)制和解調(diào)信號(hào)處理方法。教學(xué)目標(biāo)3（課程思政）：掌握基本閱讀水聲通信科研文獻(xiàn)的能力，為今后從事通信工程尤其水聲通信研究和實(shí)際應(yīng)用工作打下堅(jiān)實(shí)的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。同時(shí)，通過本課程水聲通信理論的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于水聲通信科研探索的興趣，具備該方向初步科研能力，并進(jìn)一步完善學(xué)生的人格、樹立學(xué)生正確的人生觀、世界觀和價(jià)值觀。3．教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)11.3掌握工程基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，能針對(duì)具體對(duì)象建立、求解數(shù)學(xué)模型，用于解決通信工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解釋、辨別和論證；教學(xué)目標(biāo)22.1掌握通信工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題分析的基本方法，應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，能夠識(shí)別和判斷復(fù)雜通信工程問題的問題關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并獲得有效結(jié)論；教學(xué)目標(biāo)34.1針對(duì)通信工程問題，如：深海通信、海洋通信等或復(fù)雜環(huán)境下的遠(yuǎn)距離海洋通信，收集信息、查閱文獻(xiàn)、分析現(xiàn)有技術(shù)的特點(diǎn)與局限性，選擇研究路線，調(diào)研和分析通信工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案；三、理論教學(xué)表1理論教學(xué)安排序號(hào)章節(jié)（學(xué)時(shí)）學(xué)習(xí)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）教學(xué)方法、手段支撐教學(xué)目標(biāo)其他1緒論（2）（1）水聲通信系統(tǒng)（2）水聲通信的發(fā)展（3）水聲通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀（）方法：講授、啟發(fā)；手段：板書，多媒體課件。教學(xué)目標(biāo)1教學(xué)目標(biāo)3思考2水聲信道（4）（1）傳播損失及環(huán)境噪聲（2）多徑效應(yīng)（）（3）水聲通信信道的時(shí)變特性（）（5）與陸上無線信道的比較（）（6）通信聲吶方程（）（7）水聲通信信道的信道容量（）方法：講授、啟發(fā)、學(xué)生分組討論和師生互動(dòng)答疑；手段：板書，多媒體課件。教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)目標(biāo)3作業(yè)、思考3水聲通信技術(shù)概述（4）（1）調(diào)制技術(shù)（）（2）信道編碼技術(shù)（）（3）低密度奇偶校驗(yàn)碼（）（3）均衡技術(shù)（）（4）Turbo均衡（）方法：講授、啟發(fā)、學(xué)生分組討論和師生互動(dòng)答疑；手段：板書，多媒體課件。教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)目標(biāo)3思考、研討4可逆QC-LDPC碼（4）（1）可逆QC-LDPC碼概述（）（2）可逆QC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造（）（3）可逆校驗(yàn)矩陣的快速編碼算法（）（3）性能分析（）方法：講授、啟發(fā)、學(xué)生分組討論和師生互動(dòng)答疑；手段：板書，多媒體課件。教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)目標(biāo)3作業(yè)、思考、研討5基于導(dǎo)頻輔助的LDPC編解碼（2）（1）基于硬導(dǎo)頻的LDPC編碼器（）（2）基于導(dǎo)頻輔助的解碼算法（）（3）性能分析（）方法：講授、啟發(fā)、學(xué)生分組討論和師生互動(dòng)答疑；手段：板書，多媒體課件。教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)目標(biāo)3作業(yè)、思考、研討6基于加窗誤差自相關(guān)估計(jì)的聯(lián)合RLS-LMS均衡（2）（1）問題提出（2）聯(lián)合RLS-LMS均衡算法（）（3）性能分析（）方法：講授、啟發(fā)；手段：板書，多媒體課件。教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)目標(biāo)3作業(yè)、思考、研討7基于軟硬導(dǎo)頻輔助的Turbo均衡（4）（1）系統(tǒng)模型（）（2）導(dǎo)頻比特位置布放（）（3）導(dǎo)頻輔助的Turbo均衡算法（）（4）自適應(yīng)步長(zhǎng)調(diào)整算法（）（5）基于無誤碼字提高均衡性能算法（）（6）性能分析（）方法：講授、啟發(fā)；手段：板書，多媒體課件。教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)目標(biāo)3作業(yè)、思考、研討8基于閾值的判決反饋均衡（4）（1）基于閾值的判決反饋均衡算法（）（2）順序估計(jì)增強(qiáng)方法（）（3）性能分析（）方法：講授、啟發(fā)；手段：板書，多媒體課件。教學(xué)目標(biāo)1教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)目標(biāo)3作業(yè)、思考、研討9實(shí)時(shí)水聲通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（4）（1）信道編解碼的實(shí)時(shí)應(yīng)用研究（）（2）均衡器的實(shí)時(shí)應(yīng)用研究（）（3）性能分析（）方法：講授、啟發(fā)、學(xué)生分組討論和師生互動(dòng)答疑；手段：板書，多媒體課件。教學(xué)目標(biāo)1教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)目標(biāo)3作業(yè)、思考、研討10總結(jié)與展望（2）（1）研究總結(jié)（2）研究展望方法：講授、啟發(fā)、學(xué)生分組討論和師生互動(dòng)答疑；手段：板書，多媒體課件。教學(xué)目標(biāo)1教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)目標(biāo)3思考、研討【注：1.課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)時(shí)分配一般對(duì)應(yīng)到章；2.學(xué)習(xí)內(nèi)容：學(xué)習(xí)重點(diǎn)用“（）”標(biāo)注，學(xué)習(xí)難點(diǎn)用“（）”標(biāo)注；3.教學(xué)方法、手段：應(yīng)體現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為中心的教育理念，注重教育信息技術(shù)賦能的教學(xué)模式創(chuàng)新，使教學(xué)形式體現(xiàn)先進(jìn)性和互動(dòng)性，學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個(gè)性化。4.其他含創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、作業(yè)、思考、研討等】）四、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定方法表2課程考核及評(píng)價(jià)細(xì)則成績(jī)組成考核/評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則支撐教學(xué)目標(biāo)平時(shí)成績(jī)（40%）考勤15依據(jù)課堂考勤結(jié)果計(jì)算該項(xiàng)分值。1、2、3上課表現(xiàn)5依據(jù)課堂狀態(tài)，回答問題（含主動(dòng)）和分組討論互動(dòng)表現(xiàn)綜合計(jì)算該項(xiàng)分值。平時(shí)作業(yè)/隨堂測(cè)驗(yàn)20依據(jù)平時(shí)作業(yè)/隨堂測(cè)驗(yàn)成績(jī)綜合計(jì)算分值?？荚嚦煽?jī)(60%)筆試60依據(jù)課程教學(xué)大綱及試卷標(biāo)準(zhǔn)答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)判定卷面成績(jī)。1、2、3附錄1、考試評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：以當(dāng)年考試試題的標(biāo)準(zhǔn)答案為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)2、作業(yè)/隨堂測(cè)驗(yàn)/平時(shí)表現(xiàn)評(píng)分參考標(biāo)準(zhǔn)表3作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表分值指標(biāo)100分99-80分79-60分59-0分作業(yè)完成進(jìn)度（權(quán)重0.4）按時(shí)完成按時(shí)完成延時(shí)1天內(nèi)完成延時(shí)1天以上或者不交完成質(zhì)量、數(shù)量（權(quán)重0.6）完成全部題目且質(zhì)量高完成全部基本題目、部分難題且質(zhì)量較高完成全部基本題