通信工程专业导论

通信工程专业导论

一、西安邮电大学的专业方向

西安邮电大学有通信与信息工程学院、电子工程学院、计算机学院、自动化学院、理学院、经济与管理学院、管理工程学院、人文社科学院、外国语学院、数字艺术学院、数字艺术学院、国防教育学院、国际教育学院、继续教育学院、体育部以及研究生院、马克思主义教育研究院、物联网与两化融合研究院等教学研究机等。共有42个本科专业。其中其专业方向大致分为：通信类，电子类，计算机类，自动化类，还有经济与管理类等。

二、通信工程专业的简介及未来发展

通信工程专业是一门学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识的课程，其专业学生会在通信领域内从事研究、设计、制造、运营、技术引进和技术开发工作。我作为一名该专业学生，在专业导论课上理应多一点了解该专业的一些基础知识（初学者必备并可以学习的）和一些本专业的一些发展状况。尽管我是一名国防生，但通信专业作为一门路子较宽的专业，要求我们对基础知识进一步了解和学习，这不仅能在以后更好学习专业知识，还能让我们更熟悉本专业的一些基本技能需求，让我们更早地更好地做好准备，以便能获得更强的专业技能，成为高技术的通信人员。

该行业的发展速度太快，对知识、技能的要求会不断提高，若不能与时代并进，就会在行业上失去竞争力。但是基础的知识是不会轻易改变的；专业的发展状况的介绍也能为我们这些初学者进一步地了解专业本身，寻找自己真正感兴趣的专业或专业的某个方向，更早地做好准备，它关系到我们四年大学毕业后到部队发展的路途。

通信技术的未来发展方向。

信息时代不久就会来临，那时信息对社会将起到越来越重要的作用。因此，未来的发达的城市一定会有众多的通信设施和计算机以及各种各样的自动化。通信的发展趋势多种多样，通信技术在今后的发展的主要方向有：（1）以数字化为基础、综合化为核心的电信网（以往的通信网）技术和计算机网、电视网技术。这是因为通信网络与计算机网和电视网融合成的新颖通信网络技术确是一种必然的发展趋势；（2）通信网络是向数字化、综合化、宽带化发展，就是说信号数字化，将话音、数据、图像等数字信号综合传输，将成批数字信号高速传输从而要求扩大带宽，形成B-ISDN（宽带综合业务数字网）。这由于随着社会的发展与进步，人们对生活的要求变得越来越高。而ATM（异步转移模式）将是解决“实施B-ISDN目标”的传递方式，所用交换机就由程控交换发展到ATM交换，ATM能将网络中种

类繁多、速率不一的视频、话音、数据等信号进行综合交换和传输，是一种具有适应各种网络环境能力的交换机，它将是一门非常有发展前途的技术；（3）卫星通信和陆地接力通信所用微波传输、光纤通信所用光波（在光纤中）的传输和激光通信的激光传输各自发展，且互相配合。新的时代、新的需求，通信的无界限已成为人们的迫切的要求；（4）由移动通信和固定通信结合运用、组成个人通信网（PCN），PCN将向全球化、综合化、智能化和多媒体方向发展。个人网的发展也是大势所趋，这是由于我们都希望能做到通信的自由性；（5）广播电视技术的发展将会是从数字化带来广播式的多元化。；（6）互联网络（Internet），主要是计算机通信所必需的全球性通信网，随着电脑的广泛普及，以及联网的用户数增长很快，使这成为一种拥有巨大发展潜力的技术方向；（7）标准化是指随着通信网的演变不断制定或修订网络标准的过程，通信网是一个庞大复杂的系统，不仅对一个国家来说是全程全网的，对全球也应是全程全网畅通无阻的，因而要有一个统一的标准，故此标准化也是一通信技术的一个发展发展方向，使全球能更紧密地联系起来，成为真真正正的“地球村”。

移动通信网络的核心技术与最具发展前景的技术。

简单来讲它的核心技术包括：（1）程控技术；（2）调制技术；（3）信道技术；（4）多用户检测；（5）扩频技术;（6）微电子技术等。

由于新技术随着人们的需求不断出现，移动通信网络的核心技术将会进一步发展。我认为它的最据前景的核心技术有以下两点：数字调制解调技术和MIMO信道技术。

一、数字调制解调技术。移动通信中调制解调技术优势在发展速度和新应用数目方面，给人非常深刻的印象。随着社会经济的发展，调制技术一直再更新和完善着，与此同时，移动通信走过了第一代移动通信、第二代移动通信并即将进入第三代移动通信（３Ｇ）。在此之间，调制技术的发展在里面起着非常重要的作用。随着我们移动通信业务迅猛发展，其已深入到社会生活的各个方面，面对移动用户群的持续增长和新业务的层出不穷，移动通信体系要及时适应甚至超前于市场需求的步伐。而作为移动通信核心技术之一的数字调制技术是实现高速、高效的移动通信系统的重要保证。数字调制解调技术在数字通信中占有非常重要的地位，常用的数字调制有：移频键控（FSK）和移相键控（PSK）等。目前已用于移动通信系统的调制技术可分为两大类:线性调制技术和恒包络调制技术线性调制技术主要有: PSK-BPSK QPSK OQPSK/ 4 - Q P S K Q A M 1 6 Q A M 6 4 Q A M 2 5 6 Q A M恒包络调制技术主要有:MSK TFM GMSK。而选择一种调制技术是根据信道特性和应用来确定的。功率效率和频谱效率一般不能两全齐美。高的频谱效率要以牺牲一定的功率效率来获得;同样，高的功率效率也要牺牲一定的频谱效率。随着调制技在不断的发展，新的调制技术将可以带来更好的频谱效率和更高的功率效率。例如FSK和PSK已在数字移动通信中获得应用，其中FSK早已在模拟移动通信的数字信令中得到采用。QAM在固定的点对点数字微波系统中应用较广泛，它具有很高的频谱利用率。但是移动通信的环境对于传统的QAM调制是严重的挑战，不过在教字移动通信系统中也有使用QAM的。并且近年来由于放大器设计技术的进展，实现了调制方法成为可能。

回顾移动通信的发展历程，调制解调技术和个人通信的移动性以及无缝隙覆

盖多媒体综合业务需求将愈来愈突出。频谱延伸至毫米波、亚毫米波的电磁“无线光纤”乃至激光与粒子通信范畴的无线通信将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。更何况市场是发展的驱动力，尽管我国的移动通信和互联网发展十分迅速，但我国目前的移动电话和网络用户普及率还很低，面对我国庞大的人口，我国在网络规模和容量方面有很大的发展空间。与此同时，竞争局面的形成，促使运营企业积极拓展新业务、新应用，向用户提供丰富的选择，以满足用户多方面、多层次的需求，故数字调制解调技术将会是未来的一种技术核心。

二、多输入多输出（MIMO）技术。它是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务质量（误比特率或数据速率）。MIMO技术对于传统的单天线系统来说，能够大大提高频谱利用率，使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务，这与上面提到的数字调制技术是互相配合的。并且目前，许多国家已开始或者计划进行新一代移动通信技术（后3G或者4G）的研究，争取在未来移动通信领域内占有一席之地。随着技术的发展，未来移动通信宽带和无线接入融合系统将成为热门的研究课题，而MIMO系统是人们研究较多的方向之一。为了更好地利用MIMO 技术，必须深入研究MIMO信道特性，尤其是空间特性。与传统信道不同的是，MIMO信道大多数情况下具有一定的空间相关性，而不是相互独立的。3GPP和3GPP2推荐的链路级MIMO信道的建模方法有两个：基于相关（Corrlration－Based）的方法和基于子径（EAGC－A14H）的方法。尽管3GPP和3GPP2对链路级的信道参数进行了定义，但是对于如何实现并没有达成共识。研究信道的相关性对系统容量的影响成为MIMO技术的研究方向之一。

早期关于MIMO技术的研究大多数集中在单用户点到点的环境中，而没有考虑其他用户的共信道干扰。最近，人们将研究重点逐渐转移到多用户MIMO信道中。在多用户MIMO系统的下行链路中采用空分多址（SCDMA）可以给系统吞吐量带来可观的收益。这样的多用户MIMO系统的技术难点在于如何设计发射向量以消除用户间共信道的干扰。典型的“最佳问题”包括功率受限时的容量问题（最大化和信息速率）或用以满足每个用户特定QoS的功率控制问题（最小化发射功率）。虽然对于一般的多用户MIMO信道，这两个问题都没有闭环解决方案，但是强加某些特定的限制时可以得到闭环解决方案。最常见的包括：块对角化、逐次最优化、波束成形法以及结合空时编码来消除多用户之间的干扰。

从理论上来说，多天线多址系统的容量域已经非常清楚，但是如何让容量域满足各种用户对传输速率的要求，仍然没有很好地解决。从结构来看，这是一个非线性优化问题，采用传统的凸优化方法虽然可以解决，但是计算量会非常庞大，必须寻找简单快速的方法。在某些特殊情况下，比如，多用户和容量的优化问题，有文献已经提出了非常有意义的多用户注水迭代算法，这种方法充分利用了原始优化问题的结构，利用矩阵理论和凸优化理论快速迭代求解。但是这种特殊情况对于实际网络来说没有太大的意义，因为实际网络中不同用户位于网络的不同位置，采用相同速率加权值的做法会导致网络边缘用户的传输速率得不到保证，所以应对长期传输速率比较低的用户给予较大的速率加权值以提高该用户的传输速率。但是又由于存在天线间和用户间干扰，所以多天线广播信道属于非退化（non