通信工程导论论文

通信工程导论课程报告

在大四上通信工程导论课，我想巨大的益处莫过于通过这个课程回顾并总结大学三年所学的知识，重新思考“通信工程”到底学什么，以及在决定人生方向的大学最后一年，弄清楚通信的热门研究领域和社会需要什么样的通信领域人才，对我们深造或是就业都是一种启示和指导。本文将结合课上两个核心内容“移动通信”和“物联网”，总结三年所学知识，浅谈自己学完通信工程专业所有课程后的总结思考，并以此展望自己未来的科研道路。（我选择了深造，期望从事通信领域的科研工作）

一、我对通信工程的认识

通信技术就是以现代的声、光、电技术为硬件基础，辅以相应软件来达到信息交流目的。通信系统最基本的模型是信源→信道→信宿。而根据交流的信息的特点，通信可以分为三个领域，电信、计算机通信、广播电视，因而形成传统的三大网络，即电信网、计算机网、广播电视网。针对不同网络的特点，往往采用不同的通信技术，这里的通信技术就包括信息的采集过程（如数字通信中的采样，量化，编码），传送（针对信道的不同特点，采用不同的调制方式，在网络中传输又涉及到寻址和路由），接收（解调，恢复原始信号等）。

可以看出，通信要研究的东西很多，跨越了电子和计算机，包含了硬件和软件。而本科前三年，我们只是学习了通信最最基础的专业知识，当然在此之前要学习基本的数学和英语，还有基本的计算机语言，这些是我们今后进行专业学习的工具。

专业知识自然可以分为两个方面，电子和计算机的，电子方面最基本的有《模拟电子线路》和《数字电路》，介绍了信号是如何进行放大、运算和数字化处理的过程。计算机方面最基本的有《C语言》和《微型计算机原理》，学习基本的编程知识和计算机原理。然后就是通信基础课程，《信号与系统》向我们介绍了信号和系统的分析方法，主要在时域和变换域进行，变换域角度能向我们展示信号的某些特征，如频谱特征，研究这些特征就可以继而研究系统（如信道）对信号产生的作用。反过来就是研究针对某种作用（如低通）设计系统。目前大多信号的处理都是用计算机完成的，《数字信号处理》就展示了离散信号的处理变换的原理。还有《信息论与编码》，这三门课基本介绍了信息的处理过程。处理信号是为了更好的传输，传输的基本指标是有效性和可靠性，即追求高频带利用率和低误码率。为此要进行一些工作，如信源编码、信道编码、调制等等，这些内容主要在《通信原理》中介绍了。还有有关传输的课程有《电磁场》、《光纤通信》，介绍了具体的传输介质和手段。

接下来所学的内容都离不开一个字“网”，信息进入了网络，如何正确到达接收端？通信的用户不止一个，这么多不同的数据怎么才能高效的传输呢？多个用户怎么能同时通信呢？这些问题需要各种各样的通信技术来解决。而且不同的网络解决的方法不同。《交换技术》主要向我们介绍了电信网络中如何为要通话的双方建立链路，信息在网络中如何交换的。因而信令和协议成为了这本书的主题。《通信网基础》又向我们介绍了计算机网络中的数据通信，让我们知道了交换与路由的差别，面向连接和无连接的差别等等。这两个课程基本上让我对网络有了基本了解。

后来的专业课就针对某个具体通信方向了，如今与我们密切相关的一个就是移动通信，因为我们每个人都离不开手机了。先修了一门《无线通信原理》，了解无线信道的特点，大尺度衰落和小尺度衰落；蜂窝系统及其容量；各种多址技术等等，后来《移动通信》课程介绍了GSM和CDMA系统的具体通信技术，如抗衰落技术，信道分配，切换等等。

这样我们由浅入深，由面到点的逐步深入到了通信过程中运用到的基本原理和技术。学完大学几乎所有课程，我深刻认识到信息产业发展之快，以至于我们永远不会在课堂上学会

最新的技术，大学所教会我们的是如何学习，并在脑海里留下通信领域的基本知识框架，这样在今后的科研和工作中便能更好的接受新知识，掌握新技能。

下面就当今通信领域两个热门主题“移动通信”和“物联网”展望通信的未来。

二、移动通信

移动通信已经经历了三代发展历程，每一代的发展都基于技术的突破和观念的创新。第一代移动通信从发明蜂窝概念开始，通过频率复用增大了系统容量，实现了语音移动通信；第二代移动通信用数字技术取代模拟技术，增加了数据业务；第三代移动通信的频带利用率更高，每用户比特速率更大，并使移动通信与Internet进一步融合，为移动中的人们提供广泛的基于IP的多媒体业务。未来移动通信的目标是为每个人提供综合的广带业务，并在业务获得及网络性能上提供前所未有的灵活性。目前4G的研究如火如荼，下面对第四代移动通信的发展趋势进行简单概述。

4G的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络，集成不同模式的无线通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。目前，业界人士对第四代移动通信共识的方面有：(1) 第四代移动通信以数据通信和图像通信为主；(2) 数据通信的速率比第三代要大大提高，室外移动通信的速率20Mb/s以上，室内移动通信速率100Mb/s以上；(3) 与因特网结合，通信以IP协议为基础；(4) 可能是没有基站的完全与一、二、三代不同的网络结构，包括AdHoc网——自组织网络。

4G的关键技术有：（1）OFDM(正交频分复用)，OFDM 技术之所以越来越受关注，是因为OFDM 有很多独特的优点，如频谱利用率很高，频谱效率比串行系统高近一倍。这一点在频谱资源有限的无线环境中很重要；抗衰落能力强；适合高速数据传输；抗码间干扰（ISI）能力强。（2）软件无线电，所谓软件无线电（SDR），就是采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能：包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等。（3）智能天线，智能天线定义为波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。（4）IPv6，4G通信系统选择了采用基于IP的全分组的方式传送数据流，因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。

这些关键技术正是今后需要深入研究的，我相信哪一方面的突破，都会使4G离我们更近一步，相信4G时代将会使我们的生活更加精彩，这就是我们投入其中的不竭动力。

三、物联网

2005年11月，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换，射频识别技术、传感器技术、纳米技术、职能嵌入技术将得到更加广泛的应用。2008年11月IBM提出“智慧地球”概念，即“互联网+物联网=智慧地球”，以此作为经济振兴战略。

物联网就是“物物相连的互联网”，是将物品的信息（多种类型编码）通过射频识别(RFID)、传感器等信息采集设备，按约定的通信协议与互联网连接起来，使物品的信息实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。现阶段，物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。

物联网的体系架构由感知层、网络层、应用层组成（如下图所示）。感知层主要实现感知功能，包括信息采集、捕获和物体识别。网络层主要实现信息的传送和通信。应用层则主要包括各类应用，如监控服务、智能电网、工业监控、绿色农业、智能家居、环境监控、公

共安全等。

物联网的基本特征可概括为全面感知、可靠传送和智能处理。全面感知：利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取；可靠传送：通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享；智能处理：利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制。

物联网时代的到来，使我们的地球越来越智能化！

四、总结语

从“移动通信”和“物联网”的发展前景就可知通信将是未来经久不衰的产业，未来通信的发展不仅仅加强人与人之间的联系，也使人的生活变得更加丰富多彩，想象着用手机就可以随时随地和家人视频通话，将是多么得方便！身边的物体将变得越来越智能化，也许你在办公室就可以控制家里的微波炉为你准备好晚餐呢！

作为通信行业中的一员，我既为自己从事这样一个能为人类生活带来巨大便利的行业而庆幸，又为即将要从事此领域的科研而倍感压力，确实，能在这个领域做出科研成果，需要不懈的努力和艰辛的付出，但是我喜欢这样的挑战。