工科通信學術(shù)論文范文(2)
工科通信學術(shù)論文范文
工科通信學術(shù)論文范文篇二
淺談近代通信工程的發(fā)展
摘要：本文介紹了通信工程的概念、通信系統(tǒng)的組成、通信系統(tǒng)的分類;分析了通信工程發(fā)展的總體流程圖;詳細論述了通信工程的具體發(fā)展歷程，并進一步分析了安全通信的措施;最后對通信工程以后的發(fā)展做了進一步的展望，相信能給目前從事通信行業(yè)的廣大人員帶來一定的理論意義。
關(guān)鍵詞：通信工程，安全機制，行業(yè)發(fā)展
通信工程(Communication Engineering)專業(yè)是信息科學技術(shù)發(fā)展迅速并極具活力的一個領(lǐng)域，尤其是數(shù)字移動通信、光纖通信、Internet網(wǎng)絡(luò)通信使人們在傳遞信息和獲得信息方面達到了前所未有的便捷程度。通信工程具有極廣闊的發(fā)展前景，也是人才嚴重短缺的專業(yè)之一。通信工程學習通信技術(shù)、通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)等方面的知識，能在通信領(lǐng)域中從事研究、設(shè)計、制造、運營及在國民經(jīng)濟各部門和國防工業(yè)中從事開發(fā)、應(yīng)用通信技術(shù)與設(shè)備。
十年前港臺電影中黑幫大佬手里可以用來砸人的“大哥大”，早已變得如此纖細輕巧、色彩繽紛，并且飛入尋常百姓之手;從前只有數(shù)月飛鴿傳書才能聯(lián)系的國外親友可以用簡單方便快捷的伊妹兒(E-mail)互致問候、即時聊天，甚至裝上攝像頭開個網(wǎng)絡(luò)會議!這一切都應(yīng)該歸功于通信工程(Communication Engineering)技術(shù)的迅猛發(fā)展。如果讓科學家們選出近十年來發(fā)展速度最快的技術(shù)，恐怕也是非通信技術(shù)莫屬。這些都使得現(xiàn)階段理解這個年輕而又略顯“神奇”的專業(yè)成為一種必要性與緊迫性[1]。
1 通信工程[2]
1.1 專業(yè)特點
通信工程跨電子、計算機專業(yè)，所學知識兼有兩者的特點，需要較好的數(shù)學、物理基礎(chǔ)以及較強的動手應(yīng)用能力。所學知識，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等屬于計算機類，另一些知識，如信號處理、高頻電路、電路原理等屬于電子類，此外還有專業(yè)性較強的通信原理等，所學范圍比較寬。
1.2 通信系統(tǒng)構(gòu)成
通信系統(tǒng)由信源，包括聲音、數(shù)據(jù)、文字、圖像等，經(jīng)由發(fā)送變換器消除噪聲的影響，并轉(zhuǎn)化成信號通過信道發(fā)送到接收變換器，最后還原成原始的聲音、數(shù)據(jù)、文字、圖像等信息。如圖1所示：
圖1通信系統(tǒng)構(gòu)成
1.3 通信系統(tǒng)分類
(1) 按信源產(chǎn)生消息的物理特征分類
按信源產(chǎn)生消息的物理特征分類，可以分為電話通信、電報通信、電視通信、數(shù)據(jù)通信、圖像通信、多媒體通信等。
(2) 按傳輸信號的特征分類
按傳輸信號的特征分類可以分為模擬通信與數(shù)字通信。模擬通信是指傳輸?shù)男盘柺悄M信號;數(shù)字通信是指傳輸?shù)男盘柺菙?shù)字信號等。
(3) 按傳輸媒介和系統(tǒng)組成的特點分類
按傳輸媒介和系統(tǒng)組成的特點分類可以分為長波通信、短波通信、微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、移動通信等。
(4) 按用途分類
按用途分類可以分為民用通信、軍事通信、氣象通信、海洋通信、宇宙通信、應(yīng)急通信等等。
2 發(fā)展流程總圖
通信工程的發(fā)展流程總體經(jīng)歷了4個階段，分別為80年代的黎明期，90年代的成長期，21世紀前期的量變擴展期，21世紀中后期的質(zhì)變擴展期。
3 發(fā)展流程
無線通信的發(fā)展歷史可以追溯到19世紀80年代赫茲(HEinrich Hertz)所做的基礎(chǔ)性實驗，以及馬可尼(Guglielmo Marconi)所做的研究工作。移動通信的始祖馬可尼首先證明了在海上輪船之間進行通信的可行性。自從1897年馬可尼實驗室證明了運動中無線通信的可應(yīng)用性以來，人類就開始了對移動通信的興趣和追求。也正是20世紀20年代末，奈奎斯特(Harry Nyquist)提出了著名的采樣定理，成為我們邁向數(shù)字化時代的金鑰匙。
3.1 第一代移動通信技術(shù)(1G)
第一代移動通信技術(shù)(1G)是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標準，制定于上世紀80年代。Nordic移動電話(NMT)就是這樣一種標準，應(yīng)用于Nordic國家、東歐以及俄羅斯。其它還包括美國的高級移動電話系統(tǒng)(AMPS)，英國的總訪問通信系統(tǒng)(TACS)以及日本的JTAGS，西德的 C-Netz，法國的Radiocom 2000和意大利的RTMI。模擬蜂窩服務(wù)在許多地方正被逐步淘汰。
第一代移動通信主要采用的是模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進行移動
通信的長途漫游，只能是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信有多種制式，我國主要采用的是TACS。第一代移動通信有很多不足之處，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和不能提供自動漫游等。
3.2 第二代移動通信技術(shù)(2G)
第一代移動通信技術(shù)模擬移動通信具有很多不足之處，比如容量有限;制式太多、互不兼容、不能提供自動漫游;很難實現(xiàn)保密;通話質(zhì)量一般;不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。第二代數(shù)字移動通信克服了模擬移動通信系統(tǒng)的弱點，話音質(zhì)量、保密性得到了很大提高，并可進行省內(nèi)、省際自動漫游。
第二代移動通信系統(tǒng)引入數(shù)字無線電技術(shù)組成的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，提供更高的網(wǎng)絡(luò)容量，改善了話音質(zhì)量和保密性，并為用戶提供無縫的國際漫游。當今世界市場的第二代數(shù)字無線標準，包括GSM、D-AMPS。PDC(日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng))和IS-95CDMA等，均仍然是窄帶系統(tǒng)?，F(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡(luò)主要以第二代的GSM和CDMA為主，采用GSM GPRS、CDMA的IS-95B技術(shù)，數(shù)據(jù)提供能力可達115.2kbit/s，全球移動通信系統(tǒng)(GSM)采用增強型數(shù)據(jù)速率(EDGE)技術(shù)，速率可達384kbit/s。
3.3 第三代移動通信技術(shù)(3G)
由于第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)帶寬有限，限制了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，也無法實現(xiàn)移動的多媒體業(yè)務(wù)。同時，由于各國第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)標準不統(tǒng)一，因而無法進行全球漫游。比如，采用日本的PHS系統(tǒng)的手機用戶，只有在日本國內(nèi)使用，而中國GSM手機用戶到美國旅行時，手機就無法使用了。
第三代移動通信，簡單地說就是提供覆蓋全球的寬帶多媒體服務(wù)的新一代移動通信。與第一代模擬移動通信和第二代數(shù)字移動通信相比，第三代移動通信是覆蓋全球的多媒體移動通信。它的主要的特點之一是可實現(xiàn)全球漫游，使任意時間、任意地點、任意人之間的交流成為可能。也就是說，每個用戶都有一個個人通信號碼，帶著手機，走到世界任何一個國家，人們都可以找到你，而反過來，你走到世界任何一個地方，都可以很方便地與國內(nèi)用戶或他國用戶通信，與在國內(nèi)通信時毫無分別。能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和寬帶多媒體服務(wù)是第三代移動通信的另一個主要特點。這就是說，用第三代手機除了可以進行普通的尋呼和通話外，還可以上網(wǎng)讀報紙，查信息、下載文件和圖片;由于帶寬的提高，第三代移動通信系統(tǒng)還可以傳輸圖象，提供可視電話業(yè)務(wù)。
3G業(yè)務(wù)可以分為基本業(yè)務(wù)和新興業(yè)務(wù)。基本業(yè)務(wù)一般有短消息業(yè)務(wù)，WAP業(yè)務(wù)，多媒體消息業(yè)務(wù)，定位服務(wù)業(yè)務(wù)，OTA下載業(yè)務(wù)。短信業(yè)務(wù)是3G系統(tǒng)的業(yè)務(wù)平臺提供的一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它為移動終端提供收發(fā)一定大小的文本和數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)，并利用SMSC(短信業(yè)務(wù)中心)為短信提供“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”的功能。WAP業(yè)務(wù)是移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和internet融合的基本業(yè)務(wù)，用戶通過手機和其他無線終端的瀏覽器查看從服務(wù)器收到的信息，室移動終端持有者可以像internet用戶一樣，訪問internet內(nèi)容和其他數(shù)據(jù)服務(wù)。具體有可以分為PULL業(yè)務(wù)和PUSH業(yè)務(wù)兩種類型。
4 安全機制
4.1 通信安全
通信安全不同于信息安全，它是建立在信號層面的安全，不涉及具體的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容。通信安全是信息安全的基礎(chǔ)，為信息的正確，可靠傳輸提供了物理保障。安全通信具有以下兩個特點：
保密性。
保密性是指確保數(shù)據(jù)處于私有和保密狀態(tài)，并且不會被可能使用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件的竊聽者查看到。通常借助加密來達到保密目的。
完整性。
安全的通信通道還必須能確保數(shù)據(jù)受到保護，以防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中遭到意外或蓄意(惡意)的修改。完整性通常是通過使用“消息身份驗證代碼”(Message Authentication Code, MAC) 實現(xiàn)的。
4.2 安全措施[3-4]
(1) 對于通過 Internet 和公司 Intranet 傳遞的數(shù)據(jù)來說，首先要確保通道的安全。
(2) 做好 Web 瀏覽器到 Web 服務(wù)器、Web 服務(wù)器到應(yīng)用程序服務(wù)器以及應(yīng)用程序服務(wù)器到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等鏈接的安全要求。
(3)務(wù)必使安全通信提供保密性和完整性。它無法防止不可否認性(這需要客戶端證書)。
(4) 正確選擇加密。通道安全選項包括 SSL、IPSec 和 RPC 加密。例如，當您的應(yīng)用程序使用 DCOM 與遠程服務(wù)組件通信時，適合使用最后一個選項。
(5) 如果您使用 SSL 與 SQL Server 通信，應(yīng)用程序應(yīng)選擇(基于每個連接)對連接加密。
(6) 使用IPSec 對兩臺計算機之間的所有 IP 通信都進行加密。
(7) 正確合理選擇傳輸協(xié)議、操作系統(tǒng)版本和網(wǎng)絡(luò)注意事項(包括防火墻)。
(8) 在安全通信與性能之間始終存在一種此消彼長的關(guān)系。請選擇適合您的應(yīng)用程序要求的安全級別。
5 展望
科學是人類進步的第一推動力,通信從1G 發(fā)展到2G，從2G發(fā)展到3G，已經(jīng)經(jīng)歷了3代產(chǎn)品的發(fā)展。展望通信業(yè)的未來，我們期待著第4代數(shù)字移動通信系統(tǒng)4G的實現(xiàn)。
4G(第四代移動通信技術(shù))的概念可稱為寬帶接入和分布 網(wǎng)絡(luò)，具有非對稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。 第四代移動通信標準比第三代標準具有更多的功 能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無線服務(wù)，可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)(包括衛(wèi)星通信和平流層通信)，能夠提供定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。此外，第四代移動通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)。
目前，發(fā)達國家已經(jīng)著手研制第四代移動通信的標準和產(chǎn)品。美國AT&T公司已經(jīng)在實驗室中研究第四代移動通信技術(shù)，其目的是提高蜂窩電話和其他移動設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)的速率。相信不久的將來，通信行業(yè)不僅可以將上網(wǎng)速度提高到超過3G技術(shù)的50倍，而且屆時人類將首次實現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸。
參考文獻
[1] 孟維曉;賈世樓;;當代移動通信發(fā)展及在我國西部 應(yīng)用前景的綜述[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學術(shù)年會文集[C];2000年
[2] 酆廣增;;移動通信的技術(shù)發(fā)展[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學術(shù)年會文集[C];2000年
[3] 通信建設(shè)安全生產(chǎn) 管理的方法和措施探討 作者:馬巍 學術(shù)期刊 中國工程咨詢CHINESE CONSULTING ENGINEERS 2008年第7期
[4] 趙斌 通信建設(shè)的有效措施探討 [期刊論文] -價值工程2010(34)
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