南邮通信工程专业导论

南邮通信工程专业导论 通信工程专业导论 专业:通信工程 学号:B09010533 姓名:赵尚文 专业简介 通信工程(Communication Engineering)专业是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域，尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景，也是人才严重短缺的专业之一。本专业学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识，能在通信领域中从事研究、、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。毕业后可从事无线通信、电视、大规模集成电路、智能仪器及应用电子技术领域的研究，设计和通信工程的研究、设计、技术引进和技术开发工作。近年来的毕业生集中在通信系统、高科技开发公司、科研院所、设计单位、金融系统、民航、铁路及政府和大专院校等。本专业本着加强基础、拓宽专业、跟踪前沿、注重能力培养的指导思想，培养德、智、体全面发展，具有扎实的理论基础和开拓创新精神，能够在电子信息技术、通信与通信技术、通信与系统和通信网络等领域中，从事研究、设计、运营、开发的高级专门人才。 1、通信系统的一般构成 1.1、信源?发送变换器?信道?接收变换器?信宿; 1.2、通信系统分类 可以按通信系统分类按传输信号的特征分类; 按信源 产生消息的物理特征分类; 按传输 媒介和系统组成的特点分类;按 用途分类; 1.3、通信方式概要 可以按通信对象的数量分类;按接入方式分类(常用的 接入方式(多址技术)有: (1)频率分割多址接入(频分多址FDMA); (2)时间分割多址接入(时分多址TDMA); (3)编码分割多址复用(码分多址CDMA); 按消息传递方向与时间分类(双工方式) (1)单工方式:消息只能单向传输，通信双方交替地进行接收发; (2)半双工方式:其中一方双向通信，另一 方交替收或发; (3)全双工方式:通信双方均可同时发送或接收; 1.4、通信系统的主要性能指标用有效性和可靠性衡量通信系统的性能。 (1)有效性:在给定的信道内，传输信息量多少的能力，具体指标用 频谱利用率η和数据传输速率R表示 ; (2)可靠性:接收端恢复信息的正确程度; 2、移动通信 移动通信是指通信双方中至少有一方是在运动中的通信。例如，固定体(固定无线电台，有线用户等)与移动体(汽车，飞机，行人等)之间、移动体之间的信息交换，都属于移动通信，还包括数据、电子邮件、传真、图像等方式。 移动通信系统包括蜂窝移动通信系统，无绳电话系统，无线寻呼系统，集群移动通信系统，卫星移动通信系统等，其中陆地蜂窝移动通信是当今移动通信发展的主流和热点。移动体之间的通信之恩那个靠无线体;而移动体和固定体之间的通信既需要无线通信还依赖于有线通信，如公共电话网(PSTN)、公用数据网(PDN)和综合业务数字网(ISDN)等。 2.1移动通信特点 (1) 无线电传播复杂:目前。大量应用的移动通信频率在甚高频(VHF， 30~300MHz)和特高频(UHF，300~3000MHz)内，在该频段内， 信号抗干扰能力强，以直射波、反射波、散射波等方式传播; (2) 移动台收到的干扰严重:在移动通信网中，有多用户同时使用移 动台时，往往会受到他人的干扰，这些干扰主要有，邻道干扰、 共道干扰、互调干扰、多址干扰以及近地强信号压制远地弱信号 的现象; (3) 无线电频谱资源有限:国际电信联盟当前只划分了9kHz~400GHz 用于无线电通信 (4) 对移动设备的要求高以及系统复杂 2.2我国移动通信的发展 (1) 第一代移动通信系统(FDMA):始于1981年，但是采用的早起 的150MHz系统，8个信道，能容纳的用户数只有20个。1987年 我国在上海首次开通了TACS制式的900MHz模拟蜂窝移动电话系 统 (2) 第二代移动通信系统2G(TDMA):1994年9月，广东省首先建 立了GSM数字移动通信网，出初期容量为5万户。1996年，我国 研制出自己的数字蜂窝系统系统全套样机。 (3) 第三代移动通信系统3G(CDMA):1996年，广州建立起第一个 、CDMA2000和TD-SCDMACDMA实验网，2005年，我国完成了WCDMA 三大系统的网络测试，2009年，工业和信息化部正式向中国移动、 中国联通和中国电信三大运营商发放3G牌照; 2.3未来移动通信的发展4G(LTE) (1)通信速度更快 由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动 装置无线访问Internet的速率，因此4G通信的特征莫过于它具有 更快的无线通信速度。专家预估，第四代移动通信系统的速度可 达到10-20Mbit/s，最高可以达到100Mbit/s; (2)网络频谱更宽 要想使4G通信达到100Mbit/s的传输速度，通信运营商必须在 3G通信网络的基础上对其进行大幅度的改造，以便使4G网络 在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信 道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍; (3)多种业务的完整融合 个人通信、信息系统、广播、娱乐等业务无缝连接为一个整体， 满足用户的各种需求。4G应能集成不同模式的无线通信——从 无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信， 移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准; (4)实现更高质量的多媒体通信 4G通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等， 大量信息透过宽频的信道传送出去，为此4G也称为“多媒体移 动通信”; 2.4下一代移动通信系统的关键技术 (1)MIMO技术 MIMO(Multipe Input Multipe Output)技术在室内传播环境下 的频谱效率可以达到20~40bit/s/Hz，远高于传统蜂窝无线通信 技术的1~5bit/s/Hz，采用MIMO技术将多径无线信道与发射、接 收视为一个整体进行优化，大大提高了信道的容量; (2)认知无线电技术 认知无线电的基本出发点是认知无线电设备按照某种伺机方式 工作在已授权的频段内，探测在空域、时域和频域中心出现的可 以利用的频谱资源(即“频谱空洞”)并加以合理利用。 认知无线电的工作如下图: 它首先对无线电新到环境进行感知，即频谱检测和“空洞”搜 寻与判定，找出适合通信的“频谱空洞”，然后利用某些特定 的技术和处理手段，在不影响已有通信系统的前提下进行工 作; (3)MIMO-OFDM 通过在OFDM系统中采用阵列天线所形成的MIMO-OFDM系统， 能够充分发挥各自的优势。即OFDM技术将频率选择性信道转 化为若干平坦衰落子信道，然后引入MIMO的空时编码技术， 大大增加无线系统容量、抗噪声、干扰和多径衰落的容限，OFDM 系统非常适用于MIMO技术来提高容量; (4)智能天线技术 智能天线的理想目标是能在发射机或接收机快速移动时，以 一个或多个高增益的窄波束分别对准所需信号，同时以波束 零点对准并跟踪干扰信号的方向; (5)切换技术 切换技术适用于移动终端在不同移动小区之间、不同频率 间通信或者信号降低信道选择等情况。切换技术是未来移动 终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠移动通信的基 础和重要技术。它主要有软切换和硬切换。在4G通信系统 中，切换技术的适用范围更为广泛，并朝着软切换和硬切换 相结合的方向发展。 3、结束语 对于现在的人来说，未来的4G通信的确显得很神秘，不少人都认为第四 代无线通信网络系统是人类有史以来最复杂的技术系统。总的来说，要顺利、 全面地实施4G通信，还将可能遇到一些困难。 首先，人们对未来的4G通信的需求是它的通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说最高可达到100Mbit/s，但手机的速度将受到通信系统容量的限制，4G手机将很难达到其理论速度。 其次，4G的发展还将面临极大的市场压力。有专家预测，在10年以后，2G的多媒体服务将进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那时，整个行业正在消化吸收第三代技术，对于4G技术的接受还需要一个逐步过渡的过程。 因此，在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网 络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，使移动通信从3G逐步向4G过渡。 参考文献: [1]蔡跃明 . 现代移动通信(第二版). 机械工业出版社.2010.5