现代通信技术体制综述.docx

1、现代通信技术体制综述摘要现代通信技术，就是随着科技的不断发展，如何采用最新的技术来不断优化通信的各种方式，让人与人的沟通变得更为便捷，有效的技术。在此简单对通信系统的概念和构成、基本分类、通信方式、与其相关的实际应用技术及其相关学科领域的技术发展进行阐述，也分析讨论了现代通信领域的基本技术知识以及近代发展概况。现代通信技术，一般是指电信，国际上称为远程通信。信息传输技术主要包括移动通信，光纤通信，数字微波通信，卫星通信等。我国现代通信行业在网络规模、技术应用水平、用户数量等方面取得了突飞猛进的发展，取得了令世界瞩目的成绩。技术的发展、市场需求的变化、市场竞争的加剧和高度发达的信息社会还会使现代

2、通信技术得到更高质量的发展，以实现多种多样的信息业务。3.1移动通信系统的构成移动通信系统有移动台（如手机）；基站（天线、无线电信号的接收、发射设备及基站控制器等）；交换网络（移动交换机、跨地区间的中继传送设备等）。3.2移动通信的主要特点移动通信必须利用无线电波进行信息传输,这种传播媒质容许通信中的用户可以在一定范围内自由活动，位置不受束缚。但一方面由于移动通信的运行环境十分复杂，易产生多径效应和阴影效应，造成了电波传播的幅度衰落和和时延扩展；另一方面由于用户高速移动，引起了多普勒频移，造成了电波传播特性的快速随机变化。移动通信是在复杂的干扰环境中运行的。除了一些常见的外部干扰外（如天电、机

3、电和信道热噪声），移动通信系统本身和系统之间，还会产生多样干扰。移动通信可以利用的频谱资源非常有限。移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效。根据通信系统的不同需求，移动通信网络可以组成带状、面状、立体状等。可以单网运行，也可以多网并行并实现互连互通。为此，移动通信网络必须具备很强的管理和控制能力。3.3移动通信中采用的技术3.3.1数字调制技术调制的目的是把要传送的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，该信号称为已调信号。移动通信信道的基本特征是：第一，带宽有限；第二，干扰和噪声影响大；第三，存在着多径衰落。因此，已调信号应具有高的频谱利用率和较强的抗干扰、抗衰落的能力。

4、对数字信号的调制类型有ASK、FSK、PSK以及对这些类型改进或综合而获得的新型技术。3.3.2移动信道中电波传播特性的模型在移动信道中，发送到接收机的信号会受到传播环境中地形、地物的影响而产生绕射、反射或散射，造成多径衰落。此外，自由空间传播还会带来扩散损耗以及阴影效应，因此有必要建立有普遍性的数学模型，来估算一些传播环境中的传播损耗和其它有关的传播参数。目前,常采用理论分析方法和实测分析方法进行估测,但由于移动通信的传播环境十分复杂，很难用统一的传播模型来进行信道预测。3. 3.3多址技术在蜂窝移动通信系统中，有许多用户台要同时通过一个基地台和其他用户进行通信，因而必须对不同用户台和基地台

5、发出的信号赋予不同的特征，使基地台能从众多用户台的信号中区分出是哪个用户台发出的信号，而用户台也能识别出基地台发出的信号中哪个是发给自己的信号，解决这个问题的办法，称为多址技术。多址技术主要解决众多用户如何高效共享给定频谱资源的问题。3.3.4抗干扰措施利用信道编码进行检错和纠错（如FEC,ARQ等）来降低通信传输的差错率；采用分集技术等来克服由多径干扰所引起的多径衰落;采用扩频和跳频技术来提高通信系统的综合抗干扰能力等等。3.3.5组网技术移动通信组网大致可分为网络结构、网络接口和网络的控制与管理等几个方面内容。3.4移动通信技术的发展移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。1897年，

6、M.G.马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的，距离为18海里。到20世纪70年代，移动通信技术才得以很大的推广应用。现代移动通信以一种日新月异的方式发展着。移动通信技术得到了空前的发展。移动通信大发展的原因，除了用户要求迅猛增加这一主要推动力之外，还有几方面技术进展所提供的条件。首先,微电子技术在这一时期得到长足发展，这使得通信设备的小型化、微型化有了可能性，各种轻便电台被不断地推出。其次，提出并形成了移动通信新体制。随着用户数量增加，大区制所能提供的容量很快饱和，这就必须探索新体制。在这方面最重要的突破是贝尔试验室在70年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网，即所谓小区制，由于

7、实现了频率再用，大大提高了系统容量。可以说，蜂窝概念真正解决了公用移动通信系统要求容量大与频率资源有限的矛盾。第三方面进展是随着大规模集成电路的发展而出现的微处理器技术日趋成熟以及计算机技术的迅猛发展，从而为大型通信网的管理与控制提供了技术手段。3.4.1第一代移动通信系统20世纪70年代，微处理机与移动通信技术相结合给移动通信以生机，再利用频率利用技术，蜂窝移动通信系统出现了。蜂窝移动网的概念是贝尔实验室在1974年提出的，在这一年，贝尔实验室研制出了先进移动电话业务（AMPS）技术。1979年瑞典推出第一个使用的蜂窝系统NMT。第一代移动通信系统在世界上形成北美、欧洲、日本三足鼎立的局面。

8、3.4.2第二代移动通信系统为了解决第一代蜂窝移动通信系统中存在的上述根本性技术缺陷，采用数字调制技术的第二代蜂窝移动通信系统或2G系统从20世纪90年代开始逐渐发展起来。GSM900、DGS1800,PCS1900,DAMPS.PDC和CDMAONE被称为第二代移动通信（2C）系统。这些系统的空中接口都采用了时分多址（TimeDivisionMultiplexAccess,TDMA）接入方式。这一代移动通信系统受干扰少，容量增加，数字化,工作频率高，话音质量好，保密性强，能实现漫游，提供多种业务（数字话音、数据、短信、上网、拍照等）。虽然有多种系统，但从多址方式看，只有两类。曾有人把DCS1

9、800.PCS1900、DAMPS1900称为二代半系统。3.4.3第三代移动通信系统第二代移动通信系统优点不少，但也存在问题，诸如，带宽限制了高速数据的应用，不能实现多媒体业务，多种标准（如GSM,DAMPSGDMA,PDC）并存，没有办法全球漫游等等而社会的发展要求信息交流快速、高效，并与时间、地点无关。于是，人们提出新的移动通信方式。1985年，原CCIR（现TTUR）提出一种新的移动通信方案,称为未来公共陆地移动通信系统（FPLMTS）,并于同年11月成立IWP/13临时小组开始研究FPLMTSoFILMTS和UMTS被称为第三代移动通信系统即3G。近年来，有关3G的介绍很多，其实大多

10、数谈论的是无线传输技术方案。第三代移动通信核心网必须要考虑如何利用第二代网络，即在CSM-MAP和IS-41基础上演进3C核心网。3.4.4超3G发展移动通信经历了1G和2G,完成了从模拟技术向数字技术的过渡，现正使用的3G在向更远的4G发展，把移动通信从窄带推向宽带。移动通信由单纯地传递和交换信息，逐步向存储和处理信息的智能化发展，移动智能网由此而生。未来的4G将以传统通信技术为基础，不断提高无线通信的网络效率和功能。随着网络的不断发展和人们不断的追求，移动通信网络正由目前的3G向超3G和4G智能化方向发展等，进而实现我们对移动通信技术的追求。4光纤通信光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光

11、波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。80年代以来，由于光纤通信损耗低，传输距离长和容量大的优点，成为电信传输的主要手段。现在的传输网正向着智能化、数字化传输发展。数字传输技术正经历着从准同步数字系列、同步数字系列向异步转移模式的发展过程。同步数字系列结合了同步时分交换技术，具有强大的网络运行、管理和维护功能，是高速大容量传输系统，具有光纤带宽宽、在光口实现互联，横向兼容等特点。4.1光纤通信技术的优势光纤是宽带网络中多种传输媒介中最理想的一种，它的特点是传输容量大，传输质量好，损耗小，中继距离长，抗干扰能力强等等。光纤传输使用的是波分复用,即是把小区里的多个用户的数据分别调制成不

12、同波长的光信号在一根光纤里传输。纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命，随着技术的进步和电信管理体制的改革，光纤通信将呈现蓬勃发展的新局面。光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。光纤通信技术从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用o光纤通信作为一门新兴技术,近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。光纤宽带主要用于各种高级应用如网络电视、视频会议、教育与医疗等。一

13、项调查显示，欧洲200多万人在家里直接安装了光纤宽带。“光纤到户”（FTTH）使得光纤宽带用户不断增加，即使全球经济下滑也不影响建设光纤基础设施计划。瑞典的宽带用户中有10.9%使用光纤，这使得瑞典在众多国家中成为运用光纤技术方面的领先者。FTTH委员会计算2012年，35个欧洲国家将有1300万人使用光纤宽带上网，而这种光纤宽带提供的网速将达到每秒100兆（mbps）o4.2光纤通信技术的发展趋势近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面，向超高速系统的发展、超大容量WDM系统的演进、实现光联网、发展光接入网。5卫星通信

14、卫星通信是在空间技术和微波通信技术的基础上发展起来的一种通信方式。在微波通信系统中，若以位于对地静止轨道上的通信卫星为中继转发器通信系统，转发各地球站的信号，则构成一个卫星通信系统。其利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电信号，可实现两个或多个地球站之间的通信。5.1卫星通信系统的基本组成卫星通信系统主要由通信卫星、地球站、测控系统和相应的终端设备组成。卫星在空中起中继站的作用，即把地球站发上来的电磁波放大后再返送回另一地球站。地球站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地球站出入卫星系统形成链路。5. 2卫星通信系统的特点卫星通信系统覆盖面积很大，通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖进行

15、的范围均可进行通信。在卫星天线波束覆盖的大面积范围内可根据需要灵活地组织通信联络。也不易受陆地灾害影响。有的还具有一定的变换功能，故己成为国际通信的主要手段，也是许多国家国内通信的重要手段。卫星通信系统既可作为一种独立的通信手段，又可与陆地的通信系统结合、相互补充，构成更完善的传输系统。但是由于两地球站向电磁波传播距离有72000Km,信号到达有延迟。天线也会受太阳噪声的影响。5. 3卫星通信现状和展望我国目前已经建成一个资源较丰富的空间段、各种用途和不同规模的卫星专用通信网和较大规模的广播电视卫星传输网。随着卫星通信技术的进步和卫星通信能力的提高，卫星通信应用范围愈来愈广泛，服务水平愈来愈提

16、高。在当今地面通信飞速发展的情况下，卫星通信在发展市场中虽然遇到很大的困难和风险，甚至遭受重大挫折，但由于它的不可替代的特点决定了它仍要发展和应用。因此,从全局和长远来看，未来卫星通信的发展前景仍是光明而美好的。卫星移动通信业务将会由小到大逐渐发展起来,将成为个人通信业务一个不可缺少的组成部分。6现代通信技术的发展及趋势从点到点通信向多点间通信发展：传统的点到点间的通信方式，将难以满足未来市场发展的需求,而实现多点间的通信，如电视会议系统等，将是未来通信技术的一大特点。通信系统的交互性将表现得更充分，参与通信的任何一方都可发出控制请求并得到系统的响应。随着CPU的运行速度、交换设备的信息转换速

17、度、信源的编解码速度、信道传输速度以及信道容量的提高，通信系统的实时性将得到极大提高。诸如目前可视电话、WWW等服务项目中的静态图象传送,将来很可能被实时动态图象传输所代替。未来通信的信息将是包含视、听、触、嗅觉在内的立体信息。6. 1通信技术的应用领域通信技术的应用领域很广，计算机之间，电话手机，程控交换，铁路，军事,武器，航天航空，只要有信息的交换基本就有通信技术的存在。6. 2现代通信系统的发展方向及前景现代通信系统将主要是朝着宽频带、大容量、远距离、多用户、高保密性、高效率、高可靠性、高灵活性的数字化、智能化、综合化的方向发展。具体而言数字通信系统是一个必然趋势，尤其是大容量的数字微波

18、中继通信系统将成为近年来干线通信系统的发展方向。卫星通信系统可以实现多址通信，它是最理想的通信手段。而数字卫星通信系统将是今后卫星通信系统的重要发展方向。由于信息量的不断膨胀，尤其是信息源的种类不断增加，光纤通信系统用于未来的干线通信和多种有线通信这是必然的发展趋势。以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点，在未来的一段时间里，人们将继续研究和建设各种先进的光网络，并在验证有关新概念和新方案的同时，对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。总之在未来的一段时间内全球通信将延续这一发展趋势形成一

19、个完整的数字化、综合化、智能化、宽带化、个人化、标准化的通信网络。技术的发展和市场需求的变化、市场竞争的加剧以及市场管理政策的放松将使计算机网、电信网、电视网等加快融合为一体，宽带IP技术成为三网融合的支撑和结合点。未来的通信网络将向宽带化、智能化、个人化方向发展，形成统一的综合宽带通信网，并逐步演进为由核心骨干层和接入层组成、业务与网络分离的构架。通信技术将会无处不在、无所不包、无所不能、无时无刻、永远在线。参考文献1 （加）赫金.通信系统.电子工业出版社,2010-1-1.2 甘良才.现代通信的发展动态.武汉大学电子信息学院.3 蔡涛等译.无线通信原理及应用.电子工业出版社.4 祁玉生等著

20、.现代移动通信系统.通信工程丛书.人民邮电出版社.5 啜钢，王文博，常永宇等移动通信原理与应用北京：北京邮电大学出版社,2002.6 TheodoreS.Rappaport.Wirelesscommunicationsprinciplesandpractice.电子工业出版社影印版.1998-9.7 吴志忠移动通信无线传播北京：人民邮电出版社，2002.8 张明德，孙小菌.光纤通信原理与系统M.南京：东南大学出版社,2004.9 李业.浅论我国光纤通信的现状及发展出路J.信息技术,2008(9).10 李玲，黄永清.光纤通信基础.国防工业出版社.2003-9(16).11 徐澄圻.21世纪通信

21、发展趋势M.北京:人民邮电出版社.12 郭蓉.现代通信技术分析及展望J1.科技信息(学术版)，2008(34).关键词：信息传输；现代通信；移动通信；无线通信系统;AbstractThemoderncommunicationtechnology,withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,howtousethelatesttechnologytooptimizethevariouswaysofcommunication,sothatcommunicationbetweenpeoplebecomemoreconvenient,effect

22、ivetechnique.Thissimpleconceptoftechnologydevelopmentofthecommunicationsystemandthebasicstructure,classification,communication,relatedapplicationtechnologyandrelateddisciplines,alsodiscussedthegeneralsituationofbasictechnicalknowledgeandmodemdevelopmentinthefieldofmoderncommunication.Themoderncommun

23、icationtechnology,generallyreferstothetelecommunications,calledontheinternationaltelecommunication.Theinformationtransmissiontechnologyincludingmobilecommunication,opticalfibercommunication,digitalmicrowavecommunication,satellitecommunicationetc.China'smoderncommunicationindustryhasmadethedevelo

24、pmentofmakeaspurtofprogressinnetworkscale,technologyapplicationlevel,thenumberofusers,madegreatprogress.Thedevelopmentoftechnology,thechangeofmarketdemand,marketcompetitionandtheinformationsocietywillbehighlydevelopedmoderncommunicationtechnologyhashigherqualitydevelopment,toachieveavarietyofinforma

25、tionservices.KeyWords：informationtransmission;communication;mobilecommunication;wirelesscommunicationsystem;目录1绪论62简单的通信过程72.1通信系统的构成72. 2现代通信系统传输72. 2.1有线通信系统72. 2.2无线通信系统72. 3信号传递的通信方式82. 3.1数字通信系统82. 3.2模拟通信系统83移动通信系统103. 1移动通信系统的构成103.2移动通信的主要特点103. 3移动通信中采用的技术103. 3.1数字调制技术103. 3.2移动信道中电波传播特性的模

26、型113. 3.3多址技术113. 3.4抗干扰措施113.3.5组网技术113. 4移动通信技术的发展113.4.1第一代移动通信系统123.4.2第二代移动通信系统123.4.3第三代移动通信系统123.4.4超3G发展124光纤通信144.1光纤通信技术的优势144. 2光纤通信技术发展趋势145卫星通信155. 1卫星通信系统的基本组成155.2卫星通信系统的特点155.3卫星通信现状和展望156现代通信技术的发展及趋势166.1通信系统的应用领域166.2现代通信系统的发展方向及前景16参考文献17致谢181绪论通信是现代信息社会运行机体的神经系。从远古时代到现在高度发达的信息社会，

27、人类的各种活动都与通信密切相关。通信是解决两地之间消息的传递和交换，因此通信的基本形式是在信源（始端）与信宿（末端）之间建立一个传输（转移）信息的通道（信道）。所谓通信，最简单的理解，也是最基本的理解，就是人与人沟通的方法。古代人们曾利用信鸽、烽火、旗语等作为通信工具传递信息,现代人们利用电话、传真、电视、国际互联网等进行信息传递和交换。电通信的发展历史从1837年美国人莫尔斯发明人工电报装置开始，至今不过170年。翻开厚厚的电信史册，沿着历历史的脚步一路走来，在技术和市场需求的双重驱动下，仅有一百多年历史的电通信发生了翻天覆地的巨变，取得了令人惊叹的辉煌成就。无论是现在的电话，还是网络，解决

28、的最基本的问题，实际还是人与人的沟通。这是一门系统的学科。纵观通信的发展分为以下三个阶段：第一阶段是语言和文字通信阶段。在这一阶段，通信方式简单，内容单一。第二阶段是电通信阶段。第三阶段是电子信息通信阶段。从总体上看，通信技术实际上就是通信系统和通信网的技术。通信系统是指点对点通所需的全部设施，而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。而现代的主要通信技术有数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术。所谓的通信系统就是利用电、光等信号形式来传递信息的系统。而现在人们多利用电信号携带所要传递的信

29、息，经过各种信道进行传输，达到通信的目的。在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实现的，首先要把消息转换成电信号，经过发送设备，将信号送入信道，在接收端利用接收设备对接收信号做相应的处理后，送给信宿再转换为原来的消息。在此简单对通信系统的简介、基本分类、通信方式、现代通信领域的基本技术知识以及近代发展概况进行阐述，也分析讨论了与其相关的实际应用技术及其相关学科领域的技术发展。我国现代通信行业在网络规模、技术应用水平、用户数量等方面取得了突飞猛进的发展，取得了令世界瞩目的成绩。技术的发展、市场需求的变化、市场竞争的加剧和高度发达的信息社会还会使现代通信技术得到更高质量的发展，以实现多种多样的信

30、息业务。2简单的通信过程2.1通信系统的构成通信的实质是实现信息的传输与交换，通信系统指传输信息所需切技术设备的总和。有信源、变换器、信道、噪声源、反变换器和信宿六个部分。包含完成通信过程的全部设备和传输媒质。2.2通信系统技术的分类2.2.1有线通信系统所谓有线通信，是指传输媒质为架空明线、电缆、光缆、波导等形式的通信,其特点是媒质能看得见，摸得着。有线通信可进一步再分类，如明线通信、电缆通信、光缆通信等。虽然现在无线网络技术越来越发达不断地飞速发展，有线网络不会因为无线网络的发展而逐渐退出市场。由于无线节点的数目大幅飙升，有线网络的需求也随着上升，因为必须铺设可支持长距离数据传送的线路，才

31、可满足众多无线节点的要求。2.2.2无线通信系统所谓无线通信，是指传输消息的媒质为看不见、摸不着的媒质（如电磁波）的一种通信形式。也称为无线电通信系统，是由发送设备、接收设备、无线信道三大部分组成的，利用无线电磁波，以实现信息和数据传输的系统。无线通信常见的形式有微波通信、短波通信、移动通信、卫星通信、散射通信和激光通信等，其形式较多。虽然有线信号和无线信号具有许多相似之处，但是空气的本质使得无线传输与有线传输有很大的不同。因为空气没有提供信号可以跟随的固定路径，所以信号的传输是无制导的。正如有线信号一样，无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线，然后天线将信号作为一系列电

32、磁波发射到空气中。信号通过空气传播，直到它到达目标位置为止。现代通信技术的迅速发展使得许多应用领域都采用无线的通信方式进行数据传输。第一代无线通信系统采用频分多址技术组建的模拟蜂窝网。这些系统中，话务是主要的通信方式。由于采用模拟调制，这些系统容易被第三方窃听。从2G开始，无线通信步入了纯数字时代。2G的另一个显著特点是，所有的标准都以商业利益为宗旨。目前，世界上大多数运营中的无线通信系统都是2G系统。为了满足不断增长的网络容量需求，数据速率亟待提高到能提供高速数据传输和多媒体应用的水平上来，于是3G标准出现了。3G系统基本上是2G的线性扩展，它们基于两种不同的骨干架构，一种基于电路交换，另一

33、种则基于包交换。然而在无线通信系统中，信号直接以电磁波形式从天线辐射出去，存在无法制造合适尺寸的天天线，接收者无法选出要接收的信号等问题。所以为了解决无线通信系统中存在的问题，发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信息的电信号进行变换和处理。除放大外，最主要有调制、解调。2.3信号传递的通信方式回顾历史，我们发现模拟通信在历史上曾经占有过主导地位。但近20年来，随着超大规模集成电路工艺的成熟以及计算机和数字信号处理技术的充分发展，数字通信发展迅速，大多数的模拟通信系统已被数字通信系统所取代。尽管在未来的一段时间内数字通信系统还不能完全取代模拟通信系统，但通信朝着数字化方向发展是不会改变的

34、，这是有数字通信和模拟通信自身的特点所决定的。2.3.1数字通信系统数字通信是指在信道上把数字信号从信源传送到信宿的一种通信方式。数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。数字信号与模拟信号不同，它是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种（用0和I代表）的波形，称为“二进制信号”。它与模拟通信相比，其优点为：抗干扰能力强，没有噪声积累，数字信号在传输过程中会混入杂音，可以利用电子电路构成的门限电压（称为阈值）去衡量输入的信号电压，只有达到某一电压幅度，电路才会有输出值，并自动生成一整齐的脉冲（称为整形或再生）。较小杂音电压到达时，由于它低于阈值而被过滤掉，不会引起电路动作。因此再生的信号与原信号完全相同，除非干扰信号大于原信号才会产生误码。为了防止误码，在电路中设置了检验错误和纠正错误的方法，即在出现误码时，可