信息技术前沿讲座结课论文

1信息技术前沿讲座结课论文学院：信息与通信学院专业：通信工程学号：1500210221姓名：马思远2016年01月16日2摘要目的：由学校举办的科技前沿讲座，了解未来将要接触的专业知识，更加合理的规划学习时间，提高学习效率。研究方法：网上查询，图书馆阅览，听讲座等形式。成果和结论：初步了解了通信工程的分支之一——无线通信技术的基础知识。更好的帮助理解本专业的就业前景和研究方向。激发了对专业学科的兴趣，开阔了眼界。关键字：无线通信、远距离无线通信技术。3前言无线通信(Wirelesscommunication)是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年，在信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。无线通信技术自身有很多优点，成本较低，无线通信技术不必建立物理线路，更不用大量的人力去铺设电缆，而且无线通信技术不受工业环境的限制，对抗环境的变化能力较强，故障诊断也较为易，相对于传统的有线通信的设置与维修，无线网络的维修可以通过远程诊断完成，更加便捷；扩展性强，当网络需要扩展时，无线通信不需要扩展布线；灵活性强，无线网络不受环境、地形等限制，而且在使用环境发生变化时，无线网络只需要做很少的调整，就能适应新环境的要求。4第一章常用的远距离无线通信技术目前偏远地区广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。它主要使用在较为偏远或不宜铺设线路的地区，如：煤矿、海上、有污染或环境较为恶劣地区等。§1.1、GPRS/CDMA码分多址(CDMA)是在数字技术的分支—扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA是指一种扩频多址数字式通信技术，通过独特的代码序列建立信道，可用于二代和三代无线通信中的任何一种协议。CDMA是一种多路方式，多路信号只占用一条信道，极大提高带宽使用率，应用于800MHz和1.9GHz的超高频(UHF)移动电话系统。CDMA使用带扩频技术的模-数转换(ADC)，输入音频首先数字化为二进制元。传输信号频率按指定类型编码，因此只有频率响应编码一致的接收机才能拦截信号。由于有无数种频率顺序编码，因此很难出现重复，增强了保密性。CDMA通道宽度名义上1.23MHz，网络中使用软切换方案，尽量减少手机通话中信号中断。数字和扩频技术的结合应用使得单位带宽信号数量比模拟方式下成倍增加，CDMA与其他蜂窝技术兼容，实现全国漫游。最初仅用于美国蜂窝电话中CMDAOne标准只提供单通道正文514.4Kbps和八通道115Kbps的传输速度。CDMA2000和宽带CDMA速度已经成倍提高。§1.2、数传电台数传电台（radiomodem），又可称为“无线数传电台”、“无线数传模块”。是指借助DSP技术和软件无线电技术实现的高性能专业数据传输电台。§1.3、无线扩频微波在无线接入系统中，扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点：抗干扰性强；频点问题容易处理；价格比较便宜。而且，扩频微波接入技术相比有线接入技术来说，以其低成本、建设灵活、快捷的优势在接入网中起着不可替代的作用。扩频微波在以下几个方面（1）数据接入：采用扩频Modem和复用器，可以实现点对点的数据通信，再逐级汇集，也可组成很大的专用数据网，例如银行的同城结算,可应用于ISDN和DDN、FR网（2）视频接入：采用N×64kb/s或2Mb/s的扩频Modem加上会议电视终端可传会议电视信息。若将多个点对点扩频信道和MCU相连，可以组成良好的多点扩频会议电视系统。采用每秒可输出22～25帧的图像编解码器（Codec），利用扩频E1，就可传送实时动态电视图像。（3）多媒体接入：采用复用器，可在扩频信道上同时传送语音、数据和视频图像等多媒体信息。现在已有的扩频Modem与当前的多媒体通信发展水平相适应，设备轻巧，易安装，是较好的无线多媒体接入手段。（4）因特网接入：采用小型扩频发射器和全向天线，用户终6端只需配备一个很小的Modem即可实现无线上网，甚至是在一定范围内的可移动上网（如WIFI）。（5）语音接入：现有的扩频微波，速率为64kb/s～8Mb/s，可传1～120路（PCM）语音。特别是E1、2×E1和4×E1可取代常规的30路、60路和120路中小容量微波，抗干扰性极强，误码率可低到10-10（10的负10次方）量级，准光纤水平。时分双工（TDD）E1，距离近些；频分双工（FDD）E1，距离还可远些，在视距通信范围扩频微波可取代超短波（VHF/UHF）、常规小微波，以及电缆和光纤。它可以单独或与各种复用设备结合，用于卫星通信最后“一公里”、局间中继、GMS系统基站到交换机间通信等很多场合。§1.4、无线网桥无线网桥顾名思义就是无线网络的桥接，它利用无线传输方式实现在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁；无线网桥从通信机制上分为电路型网桥和数据型网桥。具体方式如下(1)点对点方式；(2)中继方式；(3)点对多点传输等；无线网桥的典型应用：17§1.5、卫星通信卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是：通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响（可靠性高）；只要设置地球站电路即可开通（开通电路迅速）；同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信（多址特点）；电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量；同一信道可用于不同方向或不同区间（多址联接）。§1.6、短波通信技术短波通信发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备，通信距离较远，是远程通信的主要手段。由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响，所以短波通信的稳定性较差，噪声较大。但是，随着技术进步，特别是自适应技术、猝发传输技术、数字信号处理技术、差错控制技术、扩频技术，超大规模集成电路技术和微处理器的出现和应用，使短波通信进入了一个崭新的发展阶段，在1988年短波通信设备的销售额达到了其历史最高水平。同时短波通信设备使用方便，组网灵活，价格低廉，抗毁性强等固有优点，仍然是支撑短波通信战略地位的重要因素。第二章无线通信模块无线通信有编码模块和高频发射模块组成。编码模块：调制解调调制解调，即我们常说的Modem，其实是Modulator（调制器）与Demodulator（解调器）的简称，中文称为调制解调器。也有人跟据Modem的谐音，亲昵地称之为“猫”。8调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，这就意味着把基带信号（信源）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的带通信号。该信号称为已调信号，而基带信号称为调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度、相位或者频率来实现。调制过程用于通信系统的发端。在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号，也就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者（信宿）处理和理解的过程。该过程称为调制解调。一般来说，根据Modem的形态和安装方式，可以大致可以分为以下四类：外置式外置式Modem放置于机箱外，通过串行通讯口与主机连接。这种Modem方便灵巧、易于安装，闪烁的指示灯便于监视Modem的工作状况。但外置式Modem需要使用额外的电源与电缆。内置式内置式Modem在安装时需要拆开机箱，并且要对中断和COM口进行设置，安装较为繁琐。这种Modem要占用主板上的扩展槽，但无需额外的电源与电缆，且价格比外置式Modem要便宜一些。PCMCIA插卡式插卡式Modem主要用于笔记本电脑，体积纤巧。配合移动电话，可方便地实现移动办公。机架式机架式Modem相当于把一组Modem集中于一个箱体或外壳里，并由统一的电源进行供电。机架式Modem主要用于Internet/Intranet、电信局、校园网、金融机构等网络的中心机房。除以上四种常见的Modem外，现在还有ISDN调制解调器和一种称为CableModEM的调制解调器，另外还有一种ADSL调制解调器。CableModem利用有线电视的电缆进行信号传送，不但具有调制解调功能，还集路由器、集线器、桥9接器于一身，理论传输速度更可达10Mbps以上。通过CableModem上网，每个用户都有独立的IP地址，相当于拥有了一条个人专线。目前，深圳有线电视台天威网络公司已推出这种基于有线电视网的Internet接入服务，接入速率为2Mbps-10Mbps！无线收发模块：用于传感器节点间的数据通信,解决无线通信中载波频段选择、信号调制方式、数据传输速率,编码方式等,并通过天线进行节点间、节点与基站间数据的收发。与一般的网络通信类似,传感器网络的数据通信协议也包括了物理层、链路层、网络层和应用层,与节点硬件平台有关的主要是物理层和链路层。编码调制一体化模块体积小功耗低，完全符合DVB-T标准，支持标准的COFDM调制和标准MPEG2编码，支持标准的视频信号输入模式，平衡的立体声输入，各种电气性能完全符合ETSIEN300744的标准要求。SK-182ACOFDM编码调制一体化调制板的优良设计可以帮助您更方便快捷的完成COFDM调制标准的无线图像传输设备，提供给数字广播,安防系统，公安、武警、消防等领域应用。高频收发：模块广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中第三章通信技术展望未来通信技术会更多地向更快，更稳定发展。现有的4G技术已不能满足人们对于数据的索取需求。5G已经在萌芽。相信不久的将来会有更快的无线通信10技术应运而生。通信行业更是个需要不断学习，不断汲取新鲜知识的行业。本科生更需要学好书本知识，增强动手能力，紧跟时代步伐，不断创新。11附1、无线频段的划分波段名称频段（f）范围波长（λ）范围长波15～100KHz20000～3000m中长波100～150KHz3000～2000m中短波150～1500KHz2000～200m短波1.5～30MHz200～10m超短波30～300MHz10～1m微波(分米波)300～3000MHz1m～10cm微波（厘米波）3～30GHz10～1cm微波（毫米波）30～300GHz1cm～1mm微波（超毫米波）大于300GHz小于1mm2、我国常用移动通信使用频段(a)GSM900：上行：890～915MHz，下行：935～960MHz，每载波带宽200KHz；GSM1800：上行：1710～1720MHz，下行：1805～1815MHz，每载波带宽200KHz；(b)CDMA2000：上行：825～835MHz，下行：870～880MHz，每载波带宽1.23MHz；(c)PHS：1900～1920MHz，每载波带宽300KHz；(d)集群：上行806～821MHz，下行851～866MHz，每载波带宽25KHz；12参考资料：1)维基百科、2)百度百科3)《基于无线通信技术的移动支付业务的研究》——郑雪苓4)电子与信息学报《140GHz高速无线通信技术研究》——王成，林长星，邓贤进，肖仕伟