工科通信学术论文范文(2)
工科通信学术论文范文
工科通信学术论文范文篇二
浅谈近代通信工程的发展
摘要：本文介绍了通信工程的概念、通信系统的组成、通信系统的分类;分析了通信工程发展的总体流程图;详细论述了通信工程的具体发展历程，并进一步分析了安全通信的措施;最后对通信工程以后的发展做了进一步的展望，相信能给目前从事通信行业的广大人员带来一定的理论意义。
关键词：通信工程，安全机制，行业发展
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。通信工程学习通信技术、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、设计、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。
十年前港台电影中黑帮大佬手里可以用来砸人的“大哥大”，早已变得如此纤细轻巧、色彩缤纷，并且飞入寻常百姓之手;从前只有数月飞鸽传书才能联系的国外亲友可以用简单方便快捷的伊妹儿(E-mail)互致问候、即时聊天，甚至装上摄像头开个网络会议!这一切都应该归功于通信工程(Communication Engineering)技术的迅猛发展。如果让科学家们选出近十年来发展速度最快的技术，恐怕也是非通信技术莫属。这些都使得现阶段理解这个年轻而又略显“神奇”的专业成为一种必要性与紧迫性[1]。
1 通信工程[2]
1.1 专业特点
通信工程跨电子、计算机专业，所学知识兼有两者的特点，需要较好的数学、物理基础以及较强的动手应用能力。所学知识，如数据结构、操作系统、数据库等属于计算机类，另一些知识，如信号处理、高频电路、电路原理等属于电子类，此外还有专业性较强的通信原理等，所学范围比较宽。
1.2 通信系统构成
通信系统由信源，包括声音、数据、文字、图像等，经由发送变换器消除噪声的影响，并转化成信号通过信道发送到接收变换器，最后还原成原始的声音、数据、文字、图像等信息。如图1所示：
图1通信系统构成
1.3 通信系统分类
(1) 按信源产生消息的物理特征分类
按信源产生消息的物理特征分类，可以分为电话通信、电报通信、电视通信、数据通信、图像通信、多媒体通信等。
(2) 按传输信号的特征分类
按传输信号的特征分类可以分为模拟通信与数字通信。模拟通信是指传输的信号是模拟信号;数字通信是指传输的信号是数字信号等。
(3) 按传输媒介和系统组成的特点分类
按传输媒介和系统组成的特点分类可以分为长波通信、短波通信、微波通信、卫星通信、光纤通信、移动通信等。
(4) 按用途分类
按用途分类可以分为民用通信、军事通信、气象通信、海洋通信、宇宙通信、应急通信等等。
2 发展流程总图
通信工程的发展流程总体经历了4个阶段，分别为80年代的黎明期，90年代的成长期，21世纪前期的量变扩展期，21世纪中后期的质变扩展期。
3 发展流程
无线通信的发展历史可以追溯到19世纪80年代赫兹(HEinrich Hertz)所做的基础性实验，以及马可尼(Guglielmo Marconi)所做的研究工作。移动通信的始祖马可尼首先证明了在海上轮船之间进行通信的可行性。自从1897年马可尼实验室证明了运动中无线通信的可应用性以来，人类就开始了对移动通信的兴趣和追求。也正是20世纪20年代末，奈奎斯特(Harry Nyquist)提出了著名的采样定理，成为我们迈向数字化时代的金钥匙。
3.1 第一代移动通信技术(1G)
第一代移动通信技术(1G)是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准，制定于上世纪80年代。Nordic移动电话(NMT)就是这样一种标准，应用于Nordic国家、东欧以及俄罗斯。其它还包括美国的高级移动电话系统(AMPS)，英国的总访问通信系统(TACS)以及日本的JTAGS，西德的 C-Netz，法国的Radiocom 2000和意大利的RTMI。模拟蜂窝服务在许多地方正被逐步淘汰。
第一代移动通信主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动
通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS。第一代移动通信有很多不足之处，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务和不能提供自动漫游等。
3.2 第二代移动通信技术(2G)
第一代移动通信技术模拟移动通信具有很多不足之处，比如容量有限;制式太多、互不兼容、不能提供自动漫游;很难实现保密;通话质量一般;不能提供数据业务等。第二代数字移动通信克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性得到了很大提高，并可进行省内、省际自动漫游。
第二代移动通信系统引入数字无线电技术组成的数字蜂窝移动通信系统，提供更高的网络容量，改善了话音质量和保密性，并为用户提供无缝的国际漫游。当今世界市场的第二代数字无线标准，包括GSM、D-AMPS。PDC(日本数字蜂窝系统)和IS-95CDMA等，均仍然是窄带系统。现有的移动通信网络主要以第二代的GSM和CDMA为主，采用GSM GPRS、CDMA的IS-95B技术，数据提供能力可达115.2kbit/s，全球移动通信系统(GSM)采用增强型数据速率(EDGE)技术，速率可达384kbit/s。
3.3 第三代移动通信技术(3G)
由于第二代数字移动通信系统带宽有限，限制了数据业务的应用，也无法实现移动的多媒体业务。同时，由于各国第二代数字移动通信系统标准不统一，因而无法进行全球漫游。比如，采用日本的PHS系统的手机用户，只有在日本国内使用，而中国GSM手机用户到美国旅行时，手机就无法使用了。
第三代移动通信，简单地说就是提供覆盖全球的宽带多媒体服务的新一代移动通信。与第一代模拟移动通信和第二代数字移动通信相比，第三代移动通信是覆盖全球的多媒体移动通信。它的主要的特点之一是可实现全球漫游，使任意时间、任意地点、任意人之间的交流成为可能。也就是说，每个用户都有一个个人通信号码，带着手机，走到世界任何一个国家，人们都可以找到你，而反过来，你走到世界任何一个地方，都可以很方便地与国内用户或他国用户通信，与在国内通信时毫无分别。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另一个主要特点。这就是说，用第三代手机除了可以进行普通的寻呼和通话外，还可以上网读报纸，查信息、下载文件和图片;由于带宽的提高，第三代移动通信系统还可以传输图象，提供可视电话业务。
3G业务可以分为基本业务和新兴业务。基本业务一般有短消息业务，WAP业务，多媒体消息业务，定位服务业务，OTA下载业务。短信业务是3G系统的业务平台提供的一种数据业务，它为移动终端提供收发一定大小的文本和数据的业务，并利用SMSC(短信业务中心)为短信提供“存储转发”的功能。WAP业务是移动数据业务和internet融合的基本业务，用户通过手机和其他无线终端的浏览器查看从服务器收到的信息，室移动终端持有者可以像internet用户一样，访问internet内容和其他数据服务。具体有可以分为PULL业务和PUSH业务两种类型。
4 安全机制
4.1 通信安全
通信安全不同于信息安全，它是建立在信号层面的安全，不涉及具体的数据信息内容。通信安全是信息安全的基础，为信息的正确，可靠传输提供了物理保障。安全通信具有以下两个特点：
保密性。
保密性是指确保数据处于私有和保密状态，并且不会被可能使用网络监控软件的窃听者查看到。通常借助加密来达到保密目的。
完整性。
安全的通信通道还必须能确保数据受到保护，以防止数据在传输过程中遭到意外或蓄意(恶意)的修改。完整性通常是通过使用“消息身份验证代码”(Message Authentication Code, MAC) 实现的。
4.2 安全措施[3-4]
(1) 对于通过 Internet 和公司 Intranet 传递的数据来说，首先要确保通道的安全。
(2) 做好 Web 浏览器到 Web 服务器、Web 服务器到应用程序服务器以及应用程序服务器到数据库服务器等链接的安全要求。
(3)务必使安全通信提供保密性和完整性。它无法防止不可否认性(这需要客户端证书)。
(4) 正确选择加密。通道安全选项包括 SSL、IPSec 和 RPC 加密。例如，当您的应用程序使用 DCOM 与远程服务组件通信时，适合使用最后一个选项。
(5) 如果您使用 SSL 与 SQL Server 通信，应用程序应选择(基于每个连接)对连接加密。
(6) 使用IPSec 对两台计算机之间的所有 IP 通信都进行加密。
(7) 正确合理选择传输协议、操作系统版本和网络注意事项(包括防火墙)。
(8) 在安全通信与性能之间始终存在一种此消彼长的关系。请选择适合您的应用程序要求的安全级别。
5 展望
科学是人类进步的第一推动力,通信从1G 发展到2G，从2G发展到3G，已经经历了3代产品的发展。展望通信业的未来，我们期待着第4代数字移动通信系统4G的实现。
4G(第四代移动通信技术)的概念可称为宽带接入和分布 网络，具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。 第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功 能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网(包括卫星通信和平流层通信)，能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。
目前，发达国家已经着手研制第四代移动通信的标准和产品。美国AT&T公司已经在实验室中研究第四代移动通信技术，其目的是提高蜂窝电话和其他移动设备访问互联网的速率。相信不久的将来，通信行业不仅可以将上网速度提高到超过3G技术的50倍，而且届时人类将首次实现三维图像的高质量传输。
参考文献
[1] 孟维晓;贾世楼;;当代移动通信发展及在我国西部 应用前景的综述[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
[2] 酆广增;;移动通信的技术发展[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
[3] 通信建设安全生产 管理的方法和措施探讨 作者:马巍 学术期刊 中国工程咨询CHINESE CONSULTING ENGINEERS 2008年第7期
[4] 赵斌 通信建设的有效措施探讨 [期刊论文] -价值工程2010(34)
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