MS004121-移動通信多用戶傳輸技術

發布者:王源發布時間:2020-02-09浏覽次數:1107

研究生課程開設申請表

開課院(系、所):       

課程申請開設類型: 新開     重開□     更名□請在内打勾,下同

課程

名稱

中文

移動通信多用戶傳輸技術

英文

Multi-user Transmission in Mobile Communications

待分配課程編号

MS004121

課程适用學位級别

博士


碩士

總學時

16

課内學時

16

學分

1

實踐環節


用機小時


課程類别

公共基礎     專業基礎     專業必修     專業選修

開課院()

beat365正版唯一

開課學期

2019-2020學年第2學期

考核方式

A.筆試(開卷   閉卷)      B. 口試    

C.筆試與口試結合                 D. □其他  文獻閱讀彙報      

課程負責人

教師

姓名

張铖

職稱

講師

e-mail

zhangcheng_seu@seu.edu.cn

網頁地址

/2019/0301/c19942a264232/page.htm

授課語言

中文

課件地址


适用學科範圍

信息與通信工程

所屬一級學科名稱

信息與通信工程

實驗(案例)個數


先修課程

高等數學、線性代數、概率論、通信原理

教學用書

教材名稱

教材編者

出版社

出版年月

版次

主要教材






主要參考書

Fundamentals of wireless communication

Tse, David, and Pramod Viswanath

Cambridge university press

2005


Introduction to space-time wireless communications

Paulraj, Arogyaswami, Arogyaswami Paulraj Rohit, Rohit Nabar, and Dhananjay Gore

Cambridge university press

2003








  1. 課程介紹(含教學目标、教學要求等)300字以内)

移動通信多用戶傳輸技術主要包括時分多址接入(time division multiple access, TDMA)、頻分多址接入(frequency division multiple access, FDMA)、碼分多址接入(code division multiple access, CDMA)、空分多址接入(spatial division multiple access, SDMA)以及非正交多址接入技術(non-orthogonal multiple access, NOMA)采用講授為主讨論為輔的教學方式,使學生通過本課程的學習,了解移動通信系統中多用戶傳輸技術經典方法及最新研究動态,掌握其工作原理與設計方法,理解各項技術之間的區别與内在聯系。


二、教學大綱(含章節目錄):(可附頁)

第一講:移動通信系統基本結構及信道模型基礎(2學時)

包含基本的系統模型、傳輸模型以及信道模型。

第二講:時間頻率域多用戶傳輸技術即TDMA/FDMA (2學時)

包含TDMA/FDMA的基本原理以及應用現狀。

第三講:碼域多用戶傳輸技術CDMA (2學時)

包含CDMA的基本原理、研究現狀以及優缺點分析。

第四講:空域多用戶傳輸技術 (2學時)

包含髒紙編碼、匹配濾波以及迫零傳輸等方法的基本原理以及優缺點比較。

第五講:功率域多用戶傳輸技術NOMA (2學時)

NOMA的基本原理以及研究現狀。

第六講:大規模MIMO系統中的多用戶傳輸技術 (2學時)

包括各種空時頻多用戶傳輸技術應用于大規模MIMO系統存在的問題,以及相應的解決方案和研究現狀。

第七講:毫米波無線通信系統中的多用戶傳輸技術 (2學時)

包括各種空時頻多用戶傳輸技術在毫米波系統中的實現問題,以及相應的解決方案和研究現狀。

第八講:分小組進行學習報告

設立若幹主題,進行分組彙報


三、教學周曆

周次

教學内容

教學方式

 1



 2



 3



 4



 5



 6



 7



 8



 9



 10



 11

第一講 移動通信系統基本結構及信道模型基礎 (秋季學期)


 12

第二講:時間頻率域多用戶傳輸技術即TDMA/FDMA


 13

第三講:碼域多用戶傳輸技術CDMA


 14

第四講:空域多用戶傳輸技術


 15

第五講:功率域多用戶傳輸技術NOMA


 16

第六講:大規模MIMO系統中的多用戶傳輸技術


 17

第七講:毫米波無線通信系統中的多用戶傳輸技術


 18

第八講:分小組進行學習報告


注:1.以上一、二、三項内容将作為中文教學大綱,在研究生院中文網頁上公布,四、五内容将保存在研究生院。2.開課學期為:春季、秋季或春秋季。3.授課語言為:漢語、英語或雙語教學。4.适用學科範圍為:公共,一級,二級,三級。5.實踐環節為:實驗、調研、研究報告等。6.教學方式為:講課、讨論、實驗等。7.學位課程考試必須是筆試。8.課件地址指在網絡上已經有的課程課件地址。9.主講教師簡介主要為基本信息(出生年月、性别、學曆學位、專業職稱等)、研究方向、教學與科研成果,以100500字為宜。

四、主講教師簡介:

張铖,19885月,男,工學博士學位,講師,研究方向主要為新一代無線通信網絡中的傳輸方案設計及性能分析,以及基于機器學習的智能資源調配。

五、任課教師信息(包括主講教師):

任課

教師

學科

(專業)

辦公

電話

住宅

電話

手機

電子郵件

通訊地址

郵政

編碼

張铖

信息與信息處理



 

 zhangcheng_seu@seu.edu.cn

南京市江甯區秣周東路9号中國無線谷

 211111


六、課程開設審批意見

所在院(系)



負責人:

期:

所在學位評定分

委員會審批意見



分委員會主席:

期:

研究生院審批意見




負責人:

期:


說明:1.研究生課程重開、更名申請也采用此表。表格下載:http:/seugs.seu.edu.cn/down/1.asp

2.此表一式三份,交研究生院、院(系)和自留各一份,同時提交電子文檔交研究生院。







Application Form For Opening Graduate Courses

School (Department/Institute)

Course Type: New Open    Reopen □   Rename □Please tick in □, the same below


Course Name

Chinese

移動通信多用戶傳輸技術

English

Multi-user Transmission in Mobile Communications

Course Number

MS004121

Type of Degree  

Ph. D

Master


Total Credit Hours

16

In Class Credit Hours

16

Credit

 1

Practice


Computer-using Hours


Course Type

□Public Fundamental    □Major Fundamental    □Major CompulsoryMajor Elective

School (Department)

School of Information Science and Engineering

Term

2019-2020 2nd term

Examination

A. □PaperOpen-book   □ Closed-bookB. □Oral    

C. □Paper-oral Combination                       D. Others paper reading and oral presentation                      

Chief

Lecturer

Name

Cheng Zhang

Professional Title

Assistant Professor

E-mail

zhangcheng_seu@seu.edu.cn

Website

/2019/0301/c19942a264232/page.htm

Teaching Language used in Course

Chinese

Teaching Material Website


 Applicable Range of Discipline

Information and Communication Engineering

Name of First-Class Discipline

Information and Communication Engineering

Number of Experiment


Preliminary Courses

Advanced Mathematics; Linear Algebra; Probability Theory; Principle of Communications   

Teaching Books

Textbook Title

Author

Publisher

Year of Publication

Edition Number

Main Textbook






Main Reference Books

Fundamentals of wireless communication

Tse, David, and Pramod Viswanath

Cambridge university press

2005


Introduction to space-time wireless communications

Paulraj, Arogyaswami, Arogyaswami Paulraj Rohit, Rohit Nabar, and Dhananjay Gore

Cambridge university press

2003




  1. Course Introduction (including teaching goals and requirements) within 300 words:

This course involves time division multiple access (TDMA), frequency division multiple access (FDMA), code division multiple access (CDMA), spatial division multiple access (SDMA) and non-orthogonal multiple access (NOMA). The teaching method is mainly used in the course with the help of discussions. Via studying this course, students are supposed to know the typical multiuser transmission technologies in mobile communications and the state of art in the considered field. They can also learn the working principle and design of these multiuser transmission technologies and their difference and relationship.




  1. Teaching Syllabus (including the content of chapters and sections. A sheet can be attached):

Lecture 1System model and channel model in mobile communications

Basic system model, transmission model and channel model

Lecture 2Time/frequency domain multiuser transmission technology, i.e., TDMA/FDMA

Basics of TDMA and FDMA and the application status

Lecture 3Code domain multiuser transmission technology, i.e., CDMA

Basics of CDMA, its research status and the analysis of advantages and disadvantages

Lecture 4Spatial domain multiuser transmission technology, i.e., SDMA

Dirty paper coding, match filtering and zero-forcing and their basics and comparison

Lecture 5Power domain multiuser transmission technology, i.e., NOMA

Basics of NOMA and the research status

Lecture 6Multiuser transmission technologies in massive MIMO systems

Issues for applying typical spatial/time/frequency domain multiuser transmission technologies in massive MIMO, corresponding solutions and the research status

Lecture 7Multiuser transmission technologies in millimeter wave communication systems

Issues for applying typical spatial/time/frequency domain multiuser transmission technologies in millimeter wave communications, corresponding solutions and the research status

Lecture 8Group report

Group report with some given topics


















  1. Teaching Schedule:


 Week

 Course Content

 Teaching Method

 1



 2



 3



 4



 5



 6



 7



 8



 9



 10



 11

Lecture 1System model and channel model in mobile communications


 12

Lecture 2Time/frequency domain multiuser transmission technology, i.e., TDMA/FDMA


 13

Lecture 3Code domain multiuser transmission technology, i.e., CDMA


 14

Lecture 4Spatial domain multiuser transmission technology, i.e., SDMA


 15

Lecture 5Power domain multiuser transmission technology, i.e., NOMA


 16

Lecture 6Multiuser transmission technologies in massive MIMO systems


 17

Lecture 7Multiuser transmission technologies in millimeter wave communication systems


 18

Lecture 8Group report


Note: 1.Above one, two, and three items are used as teaching Syllabus in Chinese and announced on the Chinese website of Graduate School. The four and five items are preserved in Graduate School.


 2. Course terms: Spring, Autumn , and Spring-Autumn term.   

 3. The teaching languages for courses: Chinese, English or Chinese-English.  

 4. Applicable range of discipline: public, first-class discipline, second-class discipline, and third-class discipline.  

 5. Practice includes: experiment, investigation, research report, etc.  

 6. Teaching methods: lecture, seminar, practice, etc.  

 7. Examination for degree courses must be in paper.  

 8. Teaching material websites are those which have already been announced.  

 9. Brief introduction of chief lecturer should include: personal information (date of birth, gender, degree achieved, professional title), research direction, teaching and research achievements. (within 100-500 words)  




  1. Brief Introduction of Chief lecturer:

Cheng Zhang, 1988/05, Male, Ph.D, Assistant Professor, Research direction: transmission design and performance analysis and machine learning aided intelligent resource allocation.





  1. Lecturer Information (include chief lecturer)


Lecturer

 Discipline

 (major)

 Office

Phone Number

Home Phone Number

Mobile Phone Number

 Email

Address

Postcode

 Cheng Zhang

 Signal and Information Processing  



 

 zhangcheng_seu@seu.edu.cn

 No. 9 Mozhou East Road, Jiangning, Nanjing

 211111























9




移動通信多用戶傳輸技術課程教學大綱

一、課程基本信息

課程代碼

 

課程名稱

移動通信多用戶傳輸技術(Multi-user Transmission in Mobile   Communications)

學分/學時

1學分/16學時

學時分配

課堂教學學時:16

課程類别

研究生選修課

開課學期

研一秋季學期

開課單位

beat365正版唯一

适用專業

信息與通信工程

教學語言

雙語

先修課程

高等數學、線性代數、概率論、通信原理

後續課程

課程簡介

課程主要瞄準無線通信多用戶傳輸場景的PHY/MAC關鍵問題,如多用戶信道獲取與反饋、上行接收機合并器與檢測器設計、下行預編碼設計、用戶功率分配等,一方面講授這些技術的基礎原理,并輔以經典文獻介紹各自的代表性研究成果;另一方面,通過分析經典模型設計方法存在的不足,介紹最新的借鑒機器學習技術解決上述問題的設計方案。課程采用講授為主、讨論為輔的教學方式,使碩士研究生同學通過本課程的學習,熟悉無線通信多用戶傳輸技術研究的已有代表性成果與最新研究動态,掌握其工作原理與設計方法,并理解各項技術之間的區别與内在聯系。

二、課程目标

本課程的課程目标為:

1.        介紹移動通信多用戶傳輸技術的發展與脈絡,通過讨論與引導學生查詢資料,幫助學生理解其與移動通信系統發展的需求和應用背景的内在關系。

2.        介紹多用戶信道獲取、波束成型與資源分配等技術的核心思想,通過引導學生利用數值仿真或簡潔數學推導,幫助學生理解從空域、時間、頻率以及功率等維度挖掘系統自由度以提升傳輸性能的區别與聯系。

3.        介紹現有模型驅動多用戶傳輸技術存在的問題和挑戰,引入機器學習技術,幫助學生理解數據與模型協同驅動的移動通信多用戶傳輸設計思想。

4.        引導學生調研移動通信多用戶傳輸技術近期的發展動态,通過彙總歸納調研報告與分析讨論,幫助學生理解未來移動通信需求對多用戶傳輸技術發展提出的挑戰。

三、課程支撐的畢業要求指标點

本課程支撐信息工程專業畢業要求中的如下指标點:

l  指标點4.1:能夠根據電子信息系統需求,利用理論分析等手段,給出相關問題的研究方案和目标。

l  指标點5.1:能夠通過計算機網絡等途徑查詢、檢索信息工程專業文獻及資料。

l  指标點6.2:認知和理解國際國内形勢的發展趨勢。

l  指标點10.1:了解信息工程及相關專業科技文檔的基本構成及要求,具備撰寫專業報告和設計文稿的能力。

l  指标點12.2:掌握一定的自我學習和完善的能力。

四、課程目标與課程支撐的指标點的對應關系

序号

課程目标

課程支撐的指标點

1

介紹移動通信多用戶傳輸的基本系統模型,幫助學生建立後續相關傳輸技術研究的基礎。

指标點12.2:掌握一定的自我學習和完善的能力。

2

介紹多用戶信道獲取、波束成型與資源分配等技術的核心思想,引導學生利用數值仿真或簡潔數學推導,理解從空域、時間、頻率以及功率等維度挖掘系統自由度以提升傳輸性能的區别與聯系。

指标點12.2:掌握一定的自我學習和完善的能力。

3

介紹介紹現有模型驅動多用戶傳輸技術存在的問題和挑戰,引入機器學習技術,幫助學生理解數據與模型協同驅動的移動通信多用戶傳輸設計思想。

MIMO等技術發展的外在驅動力與核心思想。

指标點4.1:能夠根據電子信息系統需求,利用理論分析等手段,給出相關問題的研究方案和目标。

4

引導學生調研移動通信多用戶傳輸技術近期的發展動态,通過彙總歸納調研報告與分析讨論,幫助學生理解未來移動通信需求對多用戶傳輸技術發展提出的挑戰。

指标點5.1:能夠通過計算機網絡等途徑查詢、檢索信息工程專業文獻及資料。

指标點6.2:認知和理解國際國内形勢的發展趨勢。

指标點10.1:了解信息工程及相關專業科技文檔的基本構成及要求,具備撰寫專業報告和設計文稿的能力。

五、課程目标與教學内容和教學環節的對應關系

序号

課程目标

教學内容

教學環節

課堂教學

實驗/上機

課程項目

課堂研讨

     

1

介紹移動通信多用戶傳輸的基本系統模型,幫助學生建立後續相關傳輸技術研究的基礎。

移動通信多用戶傳輸基本系統模型

 

 

 

 

2

介紹多用戶信道獲取、波束成型與資源分配等技術的核心思想,引導學生利用數值仿真或簡潔數學推導,理解從空域、時間、頻率以及功率等維度挖掘系統自由度以提升傳輸性能的區别與聯系。

移動通信多用戶傳輸的信道獲取與反饋、上行接收機設計、下行預編碼設計、時頻資源分配

功率分配問題

 

 

 

 

3

介紹現有模型驅動多用戶傳輸技術存在的問題和挑戰,引入機器學習技術,幫助學生理解數據與模型協同驅動的移動通信多用戶傳輸設計思想。

機器學習輔助的多用戶無線資源管理

 

 

 

4

引導學生調研移動通信多用戶傳輸技術近期的發展動态,通過彙總歸納調研報告與分析讨論,幫助學生理解未來移動通信需求對多用戶傳輸技術發展提出的挑戰。

分小組進行學習報告

 

 

 

六、課程内容與學時分配

本課程的教學内容與學時分配如下:

第一講:移動通信多用戶傳輸基本系統模型(2學時)

包含基本的系統模型、傳輸模型以及信道模型。

第二講:移動通信多用戶傳輸中的信道獲取與反饋 (2學時)

包含上行信道估計、下行信道估計與反饋的典型方案。

第三講:移動通信多用戶傳輸中的上行接收機設計 (2學時)

包含典型的上行接收機設計、性能分析、非理想條件下的設計。

第四講:移動通信多用戶傳輸中的下行預編碼設計 (2學時)

包含面向和速率最大化、用戶公平性等指标的典型方案設計。

第五講:移動通信多用戶傳輸中的時頻資源分配 (2學時)

包含典型的時頻資源分配問題模型以及優化求解方法。

第六講:移動通信多用戶傳輸中的功率分配問題 (2學時)

包含單小區、多小區、上行以及下行等不同場景的功率分配方案。

第七講:機器學習輔助的多用戶無線資源管理 (2學時)

針對模型驅動的波束/時頻資源管理方法的不足,介紹機器學習輔助的改進方法。

第八講:分小組進行學習報告

設立若幹主題,進行分組彙報

七、教學方法

    本課程采用多種教學方法和手段。1.多媒體課件結合闆書:通過幻燈片圖文并茂、用通俗的語言和生動的例子講解知識點,同時對重要知識點結合闆書進行必要的推導和圖示等;2. 提問和講解:講課過程中設計好問題供學生回答和讨論,最後結合讨論情況進行講解;3. MATLAB仿真程序演示和讨論:關鍵知識點提供基本的MATLAB程序,讓學生進行調試、修改和讨論;4、小組彙報和分組讨論:學生自主分組,選擇課程内容中一個重要問題的學習情況進行彙報,并進行現場讨論;5.完成課程設計論文:每個學生總結課程所學知識,學習撰寫技術報告。

 

課程考核與成績評定

總評成績 = 出勤+ 小組彙報研讨 + 課程論文

出勤占20%;小組彙報研讨成績占50%;課程論文占30

 

課程目标與課程考核環節關系:

序号

課程目标

考核環節

出勤20

小組彙報研讨成績50

課程論文占30

1

介紹移動通信多用戶傳輸的基本系統模型,幫助學生建立後續相關傳輸技術研究的基礎。

2%

10%

0%

2

介紹多用戶信道獲取、波束成型與資源分配等技術的核心思想,引導學生利用數值仿真或簡潔數學推導,理解從空域、時間、頻率以及功率等維度挖掘系統自由度以提升傳輸性能的區别與聯系。

10%

15%

15%

3

介紹現有模型驅動多用戶傳輸技術存在的問題和挑戰,引入機器學習技術,幫助學生理解數據與模型協同驅動的移動通信多用戶傳輸設計思想。

5%

15%

15%

4

引導學生調研移動通信多用戶傳輸技術近期的發展動态,通過彙總歸納調研報告與分析讨論,幫助學生理解未來移動通信需求對多用戶傳輸技術發展提出的挑戰。

3%

10%

10%

八、課程教材與主要參考書

教材:

[1]    ()波爾拉.空時無線通信導論. 清華大學出版社, 2007.

[2]    ()謝、()維斯瓦納斯. 無線通信基礎. 人民郵電出版社, 2007.

 

制訂人:張铖

審核人:

 

制訂日期:       





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