通信工程專業(yè)導論

1、通信工程專業(yè)導論報告課程名稱 通信工程專業(yè)導論 學院 電氣信息工程學院 班級 11級通信工程 學號 姓名 日期： 2012 年 12 月 23 日通信工程的支撐技術(shù)與學習規(guī)劃【引言】通信工程（也作電信工程，舊稱遠距離通信工程、弱電工程）是電子工程的一個重要分支，同時也是其中一個基礎(chǔ)學科。該學科關(guān)注的是通信過程中的信息傳輸和信號處理的原理和應(yīng)用。本學期，學院開設(shè)了“通信工程專業(yè)導論”這門課程，學時不多，只有0.5個學時，但是就在這幾節(jié)課內(nèi)，通過老師的講述，我對自己的專業(yè)有了一個更加系統(tǒng)的認識。為了使今后的學習能夠更加有秩序地進行，我關(guān)于通信工程的學習做了一份學習規(guī)劃，進一步管理好自己的學習時間，

2、養(yǎng)成良好的學習習慣?！娟P(guān)鍵詞】通信技術(shù)；衛(wèi)星通信；移動通信【正文】一、現(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成要素（一）通信的基本概念和發(fā)展史（1）通信的基本基本概念：通信即是人們通過不同的方式進行信息傳遞的過程。因此所謂通信系統(tǒng)就是利用光、電等信號形式來進行信息傳遞的系統(tǒng)。（2）移動通信發(fā)展史：第一代 第二代 第三代 第四代語言，低速數(shù)據(jù) 語言，高速數(shù)據(jù) 寬頻帶（大于 以語言為中心 64kbit/s 384kbit/s（2Mbit/s） 100Mbps）信息（3）通信系統(tǒng)的一般分類. 按傳輸媒質(zhì)分類有線通信：架空明線、電纜、光纜；無線通信：微波通信、短波通信、中/長波通信；. 按信道中傳輸?shù)男盘柼卣鞣诸惸M通信：傳

3、輸?shù)男盘柺悄M信號；數(shù)字通信：傳輸?shù)男盘柺菙?shù)字信號；. 按調(diào)制方式分類基帶傳輸：將未經(jīng)調(diào)制的信號直接在線路上傳輸；調(diào)制傳輸：現(xiàn)對信號進行調(diào)制后在進行傳輸；. 按通信雙方的分工及數(shù)據(jù)傳輸方向分類單工通信：是指消息只能單方向進行傳輸?shù)囊环N通信工作方式。單工通信的例子很多，如廣播、遙控、無線尋呼等。半雙工通信：是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時進行收和發(fā)的工作方式。對講機、收發(fā)報機等都是這種通信方式。全雙工通信：是指通信雙方可同時進行雙向傳輸消息的工作方式，在這種方式下，雙方都可同時進行收發(fā)消息。全雙工通信的信道必須是雙向信道，如普通電話、手機等。（二）通信系統(tǒng)的基本組成通信的基本形式是在信源（始

4、端）與信宿（末端）之間建立一個傳輸（轉(zhuǎn)移）信息的通道（信道）。通信系統(tǒng)的一般形式（1）終端設(shè)備：主要功能是把待傳送的信息和在信道上傳送的信號進行相互轉(zhuǎn)換。（2）傳輸鏈路：是連接源點和終點的媒介和通路。（3）交換設(shè)備：基本功能是完成接入點鏈路的匯集、轉(zhuǎn)接和分配。通信系統(tǒng)的一般構(gòu)成：聲音數(shù)據(jù)文字圖像聲音數(shù)據(jù)文字圖像噪 聲發(fā)送變換器信 源信 宿信 道接收變換器信號信號如圖所示，點與點之間建立的通信系統(tǒng)的基本組成包括：信源、變換器、信道、噪聲源、反變換器及信宿6個部分。（1） 信源：產(chǎn)生各種信息（如語音、文字、圖像、數(shù)據(jù)）的信息源。（2） 變換器：將信源發(fā)出的信息變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘枴＃?）

5、信道：信號傳輸?shù)拿浇?。?） 信宿：信息的接收者。（5） 噪聲源：系統(tǒng)內(nèi)各種影響的等效結(jié)果。（三）現(xiàn)代通信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)（1）垂直描述的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)信息應(yīng)用業(yè)務(wù)網(wǎng)接入與傳送網(wǎng)（2）通信網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)通信網(wǎng)的基本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要有網(wǎng)狀型網(wǎng)、星型網(wǎng)、復合型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、總線型網(wǎng)、樹型網(wǎng)等。（四）通信系統(tǒng)的主要性能指標（1）有效性：在給定的信道內(nèi)，傳輸信息量多少的能力。具體指標用頻譜利用率和數(shù)據(jù)傳輸速率R表示 。（2）可靠性：接收端恢復信息的正確程度。模擬通信用接收信號的信噪比SNR（Signal to Noise ratio）表示；數(shù)字通信用接收信號的誤碼率BER（Bit Error Rate ）表示；（五）模擬

6、信號與數(shù)字信號（1）模擬通信與數(shù)字通信的概念模擬通信：信道中傳輸?shù)氖悄M信號；數(shù)字通信：信道中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號；（2）模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)：數(shù)字通信系統(tǒng)：（3）香農(nóng)公式二現(xiàn)代通信網(wǎng)的支撐技術(shù)（一）信息應(yīng)用技術(shù)（1）通信業(yè)務(wù). 模擬與數(shù)字視音頻業(yè)務(wù)視音頻信息數(shù)字化：現(xiàn)代通信技術(shù)中，視音頻信息進入系統(tǒng)必須進行數(shù)字化處理。上述過程涉及視音頻信號的采樣、量化和編碼。l 采樣：對于音頻信號而言，采樣就是使音頻信號在時間軸上離散化，每隔一個時間間隔在模擬聲音波形上取一個幅度值。對于視頻信號而言，采樣就是使圖像信號在空間位置上離散化。l 量化：經(jīng)過抽樣后的視音頻信號，只是一系列時間或空間上

7、的離散樣值，而每個樣值的取值仍是連續(xù)的，要想進行數(shù)字化表示必須將它轉(zhuǎn)換為有限個離散值，這個過程稱為量化。在數(shù)字系統(tǒng)中被量化之后的視音頻信號其每個量化電平最終被賦予一個二進制碼字。l 編碼：視音頻信號數(shù)字編碼的實質(zhì)是：在保證一定圖像或聲音質(zhì)量的前提下，以最小比特數(shù)來表示視音頻信號。. 數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)對于數(shù)字通信而言，它一般僅指所傳輸?shù)男盘栃问绞菙?shù)字的而不是模擬的，它所傳輸?shù)膬?nèi)容可以是數(shù)字化的音頻信號、數(shù)字化的視頻信號、也可以是計算機數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)：DDN業(yè)務(wù)、幀中繼、ISDN業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)、寬帶IP業(yè)務(wù)、虛擬專用網(wǎng)業(yè)務(wù)、電子數(shù)據(jù)交換。. 多媒體通信業(yè)務(wù)多媒體技術(shù)是一種能同時綜合處理多種信息，

8、在這些信息之間建立邏輯聯(lián)系，使其集成為一個交互式系統(tǒng)的技術(shù)。多媒體技術(shù)主要用于實時的綜合處理聲音、文字、圖形、圖像、和視頻等信息，是將這些多種媒體信息用計算機集成在一起同時進行綜合處理，并把它們?nèi)诤显谝黄鸬募夹g(shù)。多媒體的關(guān)鍵特性在于信息載體的多樣性、交互性和集成性。多媒體通信業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的要求：l 具有足夠的傳輸帶寬，對信息采取必要的壓縮措施；l 多媒體通信的實時性要求；l 支持點到、點到多點和廣播室通信；l 支持對稱和不對稱連接方式；l 在一次呼叫過程中可修改連接的特性；l 呼叫過程中可建立和釋放一個或多個連接，多個連接間應(yīng)保持一定的同步關(guān)系；多媒體通信技術(shù)規(guī)范與標準：l MPEG-1標準；l

9、 MPEG-2標準；l MPEG-4標準；l 多媒體信息交換標準；(2)通信終端通信終端設(shè)備是用戶與通信網(wǎng)之間的接口設(shè)備，它包括信源、信宿與交換器、反變換器的一部分。終端設(shè)備有3項主要功能：l 將待傳送的信息和傳輸鏈路上傳送的信號進行相互轉(zhuǎn)換。在發(fā)送端，將信源產(chǎn)生的信息轉(zhuǎn)換成適合于傳輸鏈路上傳送的信號；在接收端則完成相反的變換；l 將信號與傳輸鏈路相匹配，由信號處理設(shè)備完成；l 完成信令的產(chǎn)生和識別，即用來產(chǎn)生和識別網(wǎng)內(nèi)所需的信令，以完成一系列控制作用。通信終端技術(shù)主要包括以下幾種：. 音頻通信終端技術(shù)：音頻通信終端是通信系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一類通信終端，它可以是應(yīng)用于普通電話交換網(wǎng)絡(luò)PSIN

10、的普通模擬電話機、錄音電話機、投幣電話機、磁卡電話機，IC卡電話機，也可以是應(yīng)用于ISDN 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)數(shù)字電話機，以及應(yīng)用于移動通信網(wǎng)的無線手機。. 圖形圖像通信終端技術(shù)：圖形圖像通信終端，如傳真機，它是把紙介質(zhì)所記錄的文字，圖表、照片等信息，通過光電掃描方法變?yōu)殡娦盘?，?jīng)公共電話交換網(wǎng)絡(luò)傳輸后，在接收端以硬拷貝的方式得到與發(fā)端相類似的紙介質(zhì)信息。. 視頻通信終端技術(shù)：視頻通信終端，如各種電視攝像機、多媒體計算機用攝像頭、視頻監(jiān)視器以及計算機顯示器等。. 數(shù)據(jù)通信終端技術(shù)：數(shù)據(jù)通信終端，如調(diào)制解調(diào)器、ISDN終端設(shè)備、多媒體計算機終端、機頂盒、可視電話終端等。要特別說明的的是對于廣播電視網(wǎng)中的業(yè)

11、務(wù)應(yīng)用，并不是簡單地采用點一點通信結(jié)構(gòu)與上述的終端技術(shù)，而是由電臺或電視臺向千家萬戶以廣播（或交互）的方式傳送信息和提供服務(wù)。（二）業(yè)務(wù)網(wǎng)技術(shù)業(yè)務(wù)網(wǎng)是向用戶提供諸如電話、電報、傳真、數(shù)據(jù)、圖像等各種電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。在傳送網(wǎng)的節(jié)點上安裝不同類型的業(yè)務(wù)網(wǎng)。業(yè)務(wù)節(jié)點設(shè)備主要包括各種交換機、路由器和數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）等。 其中交換設(shè)備是構(gòu)成業(yè)務(wù)網(wǎng)的核心要素，它的基本功能是完成接入交換節(jié)點鏈路的匯集、轉(zhuǎn)接接續(xù)和分配，實現(xiàn)一個呼叫終端（用戶）和它所要求的另一個或多個用戶終端之間的路由選擇的連接。節(jié)點交換技術(shù)中傳送的信號有同步時分復用信號和統(tǒng)計時分復用信號，主要使用的技術(shù)包括窄帶交換技術(shù)和寬帶交換技

12、術(shù)，其中窄帶交換技術(shù)中常用的有電路交換和低速分組交換，寬帶交換技術(shù)中常用的有快速電路交換，快速分組交換，ATM交換以及光交換。業(yè)務(wù)網(wǎng)包括電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、智能網(wǎng)、移動網(wǎng)等。. 電話網(wǎng)技術(shù)電話網(wǎng)采用電路交換方式，其節(jié)點設(shè)備是數(shù)字程控交換機，另外還應(yīng)包括傳輸鏈路設(shè)備及終端設(shè)備。其中使用到了用于自動交換系統(tǒng)的數(shù)字電路交換技術(shù)和窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)技術(shù)。隨著電信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，又出現(xiàn)了電話智能網(wǎng)技術(shù)。. 數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)公共數(shù)據(jù)網(wǎng)是根據(jù)數(shù)據(jù)通信的突發(fā)性和允許一定時延的特點，采用了存儲轉(zhuǎn)發(fā)分組（包）交換技術(shù)。數(shù)據(jù)網(wǎng)包括X25分組交換網(wǎng)、幀中繼（FR）網(wǎng)、數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）、 異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）網(wǎng)等。. IP網(wǎng)技

13、術(shù)隨著計算機聯(lián)網(wǎng)用戶的增長，數(shù)據(jù)網(wǎng)帶寬不斷拓寬，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備幾經(jīng)更新，出現(xiàn)了新老網(wǎng)絡(luò)交替，多種數(shù)據(jù)網(wǎng)并存的復雜局面。在這種情況下，IP網(wǎng)應(yīng)運而生成為目前全世界最大的信息網(wǎng)絡(luò)。IP網(wǎng)中主要使用的技術(shù)有高速路由技術(shù)、IP電話網(wǎng)技術(shù)、軟交換技術(shù)、Ipv6技術(shù)等。(三)接入與傳送網(wǎng)技術(shù)接入網(wǎng)與傳送網(wǎng)是一個龐大復雜的網(wǎng)絡(luò)，由許多的單元組成，完成將信息從個點接入并傳遞到另一個點或另一些點的功能，如傳輸電路的調(diào)度、故障切換、分離業(yè)務(wù)等。傳輸鏈路是信息的傳輸通道，是連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的媒介。從物理實現(xiàn)角度看，傳送網(wǎng)技術(shù)包括傳輸媒質(zhì)、傳輸系統(tǒng)和傳輸節(jié)點設(shè)備技術(shù)。（1）傳輸媒質(zhì)：用來傳遞信號的某種介質(zhì)。傳輸媒質(zhì)是傳遞信

14、號的通道，提供兩地之間的傳輸通路。有線傳輸媒質(zhì)電纜電纜主要包括雙絞線，同軸電纜；光纖：光導纖維的簡稱，光纖通信是以光波為載波以光纖為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式。無線傳輸媒質(zhì)自由空間以自由空間為媒質(zhì)的通信技術(shù)有：移動通信、微波通信和衛(wèi)星通信。（2）傳輸系統(tǒng)：傳輸系統(tǒng)包括傳輸設(shè)備和傳輸復用設(shè)備。攜帶信息的基帶信號一般不能直接加到傳輸媒介上進行傳輸，需要利用傳輸設(shè)備將它們轉(zhuǎn)換為適合在傳輸媒介上進行傳輸?shù)男盘枺绻?、電等信號。傳輸設(shè)備主要有微波收發(fā)信機、衛(wèi)星地面站收發(fā)信機和光端機等。為了在一定傳輸媒介中傳輸多路信息，需要有傳輸復用設(shè)備將多路信息進行復用與解復用。傳輸復用設(shè)備目前可分為3大類:時分復用、頻

15、分復用、碼分復用. 頻分復用FDM：為了使若干獨立信號能在一條公共通路上傳輸，而將其配置成某些正交信號的復用。FDM頻分多址采用調(diào)頻的多址技術(shù)，把線路的通頻帶資源分成多個子頻帶，分別分配給用戶形成數(shù)據(jù)傳輸子通路，F(xiàn)DM的特點是信道不獨占，而時間資源共享，每一子信道使用的頻帶互不重疊，適合大量連續(xù)非突發(fā)性數(shù)據(jù)的接入。. 時分復用TDM：為了使若干獨立信號能在一條公共通路上傳輸，而將其分別配置在分立的周期性的時間間隔上的復用。TDM時分多址采用固定時隙分配方式，即一條物理信道按時間分成若干個時間片，輪流地分配給多個信號使用，使得它們在時間上不重疊。TDM的特點是獨占時隙，而信道資源共享，每一個子信

16、道使用的時隙不重疊，頻譜利用率高，適合多個突發(fā)性或低速率數(shù)據(jù)用戶的接入。 . 碼分復用CDMA：為了使若干獨立信號能在一條公共通路上傳輸，而將其配置成某些正交信號的復用。CDMA是靠不同的編碼來區(qū)分各路原始信號的一種復用方式，主要和各種多址技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生了各種接入技術(shù)，包括無線和有線接入。CDMA的特點是所有子信道在同一時間可以使用整個信道進行數(shù)據(jù)傳輸，它在信道與時間資源上均為共享，因此，信道的效率高，系統(tǒng)的容量大。主要用于無線通信系統(tǒng)，特別是移動通信系統(tǒng)。此外還有同步碼分多址(SCDMA)。(3)傳輸節(jié)點設(shè)備：包括配線架、電分插復用器（ADM）、電交叉連接器（DXC）光分插復用器（OADM）、

17、光交叉連接器（OXC）等。(4)接入設(shè)備：接入設(shè)備主要解決由業(yè)務(wù)節(jié)點到用戶駐地網(wǎng)的信息傳送，根據(jù)所采用技術(shù)的不同，有多種類型選擇，如ADSL、PON、無線接入設(shè)備等。傳送網(wǎng)的具體實現(xiàn)技術(shù)主要包括有有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)兩大類，有線通信的典型代表是光纖通信，無線通信的典型代表是移動通信、微波通信和衛(wèi)星通信。三、現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展趨勢通信技術(shù)數(shù)字化；通信業(yè)務(wù)綜合化；網(wǎng)絡(luò)互通融合化；通信傳送寬帶化；網(wǎng)絡(luò)管理智能化；通信網(wǎng)絡(luò)泛在化。四、通信工程專業(yè)主干學科專業(yè)主干課程：信息與通信工程，計算機科學與技術(shù)；專業(yè)主要課程：電路原理，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)字電路，信號與線性系統(tǒng)，單片機原理與應(yīng)用，EDA技術(shù)

18、及應(yīng)用，通信電子線路，數(shù)字信號處理，通信原理，電磁場與微波技術(shù)等。五、學習規(guī)劃通過以上對通信工程的專業(yè)技術(shù)及人才培養(yǎng)要求的分析，我對接下來的課程學習做出了以下規(guī)劃：大二下學期：通過寒假在家自學三級偏軟教程，爭取大二下學期考過江蘇省計算機三級。對該學期的主要課程如模擬電路多下功夫，打好專業(yè)基礎(chǔ)，爭取期末考得好成績。利用空閑時間繼續(xù)進行興趣方面的培養(yǎng)，如打羽毛球，如何使用Photoshop等。大三上學期：首要任務(wù)是學好專業(yè)課程，在保證專業(yè)必修課及專業(yè)選修課均熟練掌握的情況下，利用剩余時間進一步提高自己的計算機水平。另外，英語的學習同樣不能放松，將高級英語漸漸向?qū)I(yè)英語方向靠近，進一步擴大詞匯量，堅持每天晨起練習口語。大三下學期：專業(yè)課程的學習仍是首要任務(wù)，重視每一個實踐環(huán)節(jié)以提高自己的動手操作能力與團結(jié)協(xié)作能力。在熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識的前提下，準備選擇考研學校，開始系統(tǒng)復習大學所學知識，并努力向它邁進。大四：認真按照學校要求進行生產(chǎn)實習，畢業(yè)設(shè)計，通過四年的努力，爭取做一名優(yōu)秀的畢業(yè)生。最后：為了畢業(yè)以后能找一份好工作，在萬千的競爭者中被公司選中，自己必須要有優(yōu)勢，所以我要利用大學時光學到一樣拿手的本領(lǐng)。目前為止，我比較感興趣的就是C語言，雖然這門課程早已結(jié)束，但是我的自學過程從來沒有停止。先是考過了計算機等級考試，進而考三級，再進一步準備鉆研一下嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計。如果專業(yè)