從自然辯證法角度系統(tǒng)介紹通信工程

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上四川大學(xué)自然辯證法課程論文 題 目 從自然辯證法角度系統(tǒng)介紹通信工程 姓 名 學(xué) 號(hào) 班 級(jí) 專 業(yè) 工 商 管 理 2018年 3月 10 日從自然辯證法角度系統(tǒng)介紹通信工程摘要：自然辯證法的學(xué)習(xí)和研究具有較大的時(shí)代價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，其中對(duì)通信技術(shù)的研究和指導(dǎo)性的價(jià)值就是它的一個(gè)主要方面。當(dāng)今，通信給我們帶來(lái)的便捷充分體現(xiàn)了我們對(duì)科學(xué)技術(shù)的正確應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展徹底改變了我們的生活方式。本文從自然辯證法的角度對(duì)通信工程做系統(tǒng)的介紹。關(guān)鍵字：自然辯證法、通信工程、通信技術(shù)引言：哲學(xué)是世界觀系統(tǒng)化和理論化的體系。它研究了自然界、人類社會(huì)和人類思維最一般的本質(zhì)和規(guī)律。自然

2、辯證法是研究人與自然界的關(guān)系,是關(guān)于人們認(rèn)識(shí)自然改造自然的一般規(guī)律,以及科學(xué)技術(shù)發(fā)生與發(fā)展的一般規(guī)律，它的創(chuàng)立與發(fā)展同科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步密不可分。馬克思認(rèn)為，技術(shù)是現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，是改造世界的物質(zhì)力量。從起源上看，技術(shù)是人類在利用和改造自然的勞動(dòng)過(guò)程中所掌握的物質(zhì)手段、方法和知識(shí)等各種活動(dòng)方式的總和。希望通過(guò)對(duì)自然辯證法,特別是其中的科學(xué)技術(shù)方法論和通信工程相結(jié)合來(lái)自然辯證法角度看通信工程。正文：專業(yè)名稱：通信工程也叫信息工程、電信工程，舊稱遠(yuǎn)距離通信工程、弱電工程。學(xué)科地位：通信工程是一門工程學(xué)科，是的重要分支，同時(shí)也是其中一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科。它屬于電氣信息類一級(jí)學(xué)科下的二級(jí)學(xué)科。該學(xué)科關(guān)注的是通信過(guò)程中

3、的和信號(hào)處理的原理和應(yīng)用。學(xué)者主要是在掌握通信基本理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用各種工程方法對(duì)通信中的一些實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行處理。通過(guò)該專業(yè)的學(xué)習(xí)，可以掌握電話網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等各種通信系統(tǒng)的原理，研究提高信息的技術(shù)，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)新的通信系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)可迅速準(zhǔn)確地傳送各種信息的通信工具等。研究?jī)?nèi)容：通信工程專業(yè)主要為研究信號(hào)的產(chǎn)生、信息的傳輸、交換和處理，以及在計(jì)算機(jī)通信、數(shù)字通信、光纖通信、衛(wèi)星通信、蜂窩通信、個(gè)人通信、平流層通信、多媒體技術(shù)、信息高速公路、數(shù)字程控交換等方面的理論和工程應(yīng)用問(wèn)題。隨著19世紀(jì)美國(guó)科學(xué)家莫爾斯發(fā)明電報(bào)之日起，現(xiàn)代通信技術(shù)就已經(jīng)產(chǎn)生。為了適應(yīng)快速發(fā)展的技術(shù)需要，通信工程專業(yè)

4、成為了美國(guó)大學(xué)教育中的一門學(xué)科，并隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高而得到迅速發(fā)展。通信工程研究的是，以、或的形式把信息通過(guò)，從發(fā)送端（信源）傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)接受端（信宿）。接受端能否正確辨認(rèn)信息，取決于傳輸中的損耗高低。信號(hào)處理是通信工程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其包括過(guò)濾，編碼和解碼等。通信工程知識(shí)體系結(jié)構(gòu)：專心-專注-專業(yè)前沿領(lǐng)域：1、量子通信： 這個(gè)實(shí)際是物理、通信、計(jì)算機(jī)、微電子的交叉學(xué)科。一旦有突破就是下一次工業(yè)革命。2、無(wú)線：5G， 第五代無(wú)線通信技術(shù)，通俗地說(shuō)就是用智能天線，多尺度蜂窩組合組網(wǎng)。3、固網(wǎng)： 軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN，下一代互聯(lián)網(wǎng)。4、傳輸： 大容量光通信， OTN。 這個(gè)技術(shù)暫時(shí)沒(méi)什么

5、突破，基本是工程領(lǐng)域的問(wèn)題。當(dāng)然如果能降低成本就是極好的。通信工程的發(fā)展趨勢(shì)與動(dòng)態(tài)： 現(xiàn)代通信正朝著已下趨勢(shì)發(fā)展：1、現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展正逐步轉(zhuǎn)向智能化、自動(dòng)化。2、現(xiàn)代通信技術(shù)正向全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。3、現(xiàn)代通信技術(shù)要求其終端標(biāo)準(zhǔn)化、智能化。4、現(xiàn)代通信技術(shù)越來(lái)越多媒體化。通信行業(yè)目前已是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中新的增長(zhǎng)點(diǎn)，通信工程也占據(jù)著很大的市場(chǎng)份額。因此在新時(shí)期通信工程的發(fā)展中，我們要跟上時(shí)代步伐，創(chuàng)新技術(shù)。在未來(lái)的發(fā)展中，通信工程應(yīng)當(dāng)運(yùn)用速度更快的云技術(shù)和無(wú)線寬帶技術(shù)，為人們提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，實(shí)現(xiàn)城市的無(wú)線發(fā)展。比如讓人們通過(guò)手機(jī)玩互動(dòng)游戲、參加手機(jī)視頻會(huì)議和手機(jī)觀看電視節(jié)目等，這不但提高了人民群眾的

6、生活質(zhì)量，還加快了城市信息化進(jìn)程，同時(shí)也提升了我國(guó)國(guó)內(nèi)信息化的建設(shè)水平。通信工程在未來(lái)的發(fā)展中，要逐漸加強(qiáng)在光傳播方面的技術(shù)運(yùn)用，主要是通過(guò)運(yùn)用未來(lái)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不斷提高業(yè)務(wù)水平，才能夠科學(xué)、規(guī)范地對(duì)通信工程進(jìn)行管理，提高它的質(zhì)量。所謂光通信，就是加快接點(diǎn)的轉(zhuǎn)換速度，讓信息以光的速度進(jìn)行傳播，為人民提供更好的服務(wù)。加強(qiáng)通信工程與IT行業(yè)的合作。在日常生活中，我們可以利用IT技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行服務(wù)，充分發(fā)揮通信工程的優(yōu)勢(shì)，加快通信工程的推廣。一、固定通信網(wǎng)絡(luò)（一）、SDN( Software Defined Network)：一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種實(shí)現(xiàn)方式，其核心技術(shù)OpenF

7、low過(guò)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開(kāi)來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，使網(wǎng)絡(luò)作為管道變得更加智能。SDN本身就是一種創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不是一種具體技術(shù)和協(xié)議，而是一種新架構(gòu)。特征：控制/ 處理分離，軟硬分離，網(wǎng)元虛擬化，網(wǎng)絡(luò)可編程。代表技術(shù)：SDN/NFV、Open Stack。優(yōu)點(diǎn)：集中控制-集在絡(luò)資源全局視圖、全局調(diào)配和優(yōu)化；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集中運(yùn)維和管控。開(kāi)放編程接口-應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫集成、用戶可編程、加快新業(yè)務(wù)上線網(wǎng)絡(luò)虛擬化-屏蔽底層差異，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)用的透明化。邏輯網(wǎng)可隨業(yè)務(wù)需要配置、遷移，并支持多租戶共享和按需定制。（二）、光通信：1、硅光子：由于光和電采用分立方式，光子與電子技術(shù)遵循各自的發(fā)展

8、路線，目前光通信系統(tǒng)在功耗、成本、集成度方面遇到提升瓶頸。硅光子技術(shù)利用CMOS微電子工藝實(shí)現(xiàn)光子器件的集成制備，該技術(shù)結(jié)合了CMOS技術(shù)的超大規(guī)模邏輯、超高精度制造的特性和光子技術(shù)超高速率、超低功耗的優(yōu)勢(shì)。是一種能夠解決長(zhǎng)技術(shù)演進(jìn)與成本矛盾的顛覆性技術(shù)。目前多項(xiàng)硅光子關(guān)鍵技術(shù)已被相繼突破，預(yù)計(jì)在三年內(nèi)將開(kāi)始商用。2、>100G:100G光傳輸難以滿足未來(lái)視頻、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求。現(xiàn)網(wǎng)平滑升級(jí)超100G光收發(fā)單元可成倍提升系統(tǒng)容量，具有較高性價(jià)比和可行性。超100G將繼承并發(fā)揚(yáng)100G光傳輸設(shè)計(jì)思想，在保持傳輸距離不變的同時(shí)提升光纖頻譜資源的利用率和頻譜效率

9、，引入先進(jìn)的調(diào)制編碼和光電集成技術(shù)進(jìn)一步降低單位比特成本。目前業(yè)界積極開(kāi)展現(xiàn)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，推進(jìn)超100G商用進(jìn)程，預(yù)計(jì)會(huì)在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)率先展開(kāi)應(yīng)用。3、多維復(fù)用和相干技術(shù)：互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用層出不窮，需要更大帶寬支撐井噴式增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求，政企大客戶、高端社區(qū)用戶將需要獨(dú)享波長(zhǎng)入戶，以及部分場(chǎng)景下會(huì)有長(zhǎng)距離高帶寬低時(shí)延接入需求。光通信技術(shù)中的復(fù)用維度包括時(shí)分、波分、頻分、碼分、模分等。目前40G PON是采用了時(shí)分和波分兩維復(fù)用，這也是100G PON的可行方式之一。業(yè)界將探索上述更多維度的組合，為用戶提供更大的帶寬。此外，在接收端采用相干接收方式，可在一根光纖承載超過(guò)1000個(gè)波長(zhǎng)，每波長(zhǎng)1G/10G，無(wú)

10、源傳輸距離達(dá)到100km，實(shí)現(xiàn)T比特接入。為用戶提供更大帶寬、更低時(shí)延的接入服務(wù)，為運(yùn)營(yíng)商提供高效和低運(yùn)維成本的網(wǎng)絡(luò)。 40G TWDM-PON將在五年內(nèi)啟動(dòng)商用之旅，更多維復(fù)用和相干技術(shù)也是研究熱點(diǎn)。4、IP與光網(wǎng)絡(luò)深度融合：當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)采用多層多域網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)，設(shè)備種類繁多，海量數(shù)據(jù)的分組處理能力呈指數(shù)級(jí)別提高，同時(shí)對(duì)超大容量路由運(yùn)算能力提出越來(lái)越高的要求,導(dǎo)致機(jī)房空間緊張、能耗高、效率低。IP與光網(wǎng)絡(luò)的融合是解決問(wèn)題的有效方式之一。IP與光網(wǎng)絡(luò)融合可以通過(guò)統(tǒng)一交換內(nèi)核技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有分組/ODUk/VC集中交換功能，從而減少網(wǎng)絡(luò)層次、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資、降低維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集約化。通過(guò)提

11、高單槽位線卡轉(zhuǎn)發(fā)能力和采用多框集群技術(shù)，可以大幅提升單節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)能力；通過(guò)多核處理器、分布式軟件架構(gòu)、模塊化管理等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)千萬(wàn)級(jí)別路由表管理。涵蓋骨干、匯聚和接入網(wǎng)絡(luò)的IP與光融合，具有千萬(wàn)級(jí)別路由表項(xiàng)的超大容量路由器，提供全網(wǎng)端到端解決方案，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)展開(kāi)了試點(diǎn)。5、基于CDC-F特性光交叉構(gòu)建下一代光網(wǎng)絡(luò)：當(dāng)前隨著100G技術(shù)的規(guī)模部署，超100G技術(shù)的蓬勃發(fā)展，WDM/OTN系統(tǒng)的傳輸容量提升較快，光層的靈活調(diào)度和高效處理成為了光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)重要需求。隨著WSS光模塊集成度的進(jìn)一步提升，采用WSS光模塊構(gòu)建的具備CDC-F（Colorless, Directionless, Cont

12、entionless, FlexGrid)特性的光交叉組網(wǎng)技術(shù)在超大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用時(shí)，因同時(shí)擁有超大交換容量、波長(zhǎng)及業(yè)務(wù)靈活調(diào)度、低功耗、低時(shí)延等關(guān)鍵特性，易于構(gòu)建靈活、高效的光網(wǎng)絡(luò)。具備CDC-F特性的光交叉技術(shù)越來(lái)越受到全球運(yùn)營(yíng)商的重視，目前已有運(yùn)營(yíng)商率先部署，預(yù)計(jì)近期將會(huì)展開(kāi)更大范圍的試點(diǎn)和商用。6、中短距離城域高速傳輸直調(diào)直檢技術(shù)：伴隨著大數(shù)據(jù)和云技術(shù)的蓬勃發(fā)展，短到芯片片上和片間、長(zhǎng)到機(jī)柜間和數(shù)據(jù)中心間的大規(guī)模數(shù)據(jù)交換處理，都渴望高速、穩(wěn)定、可靠的互聯(lián)，常規(guī)電纜連接將無(wú)法應(yīng)對(duì)。目前看來(lái)，芯片間和板間的解決方案可以利用硅基光電集成來(lái)有效實(shí)現(xiàn)光互聯(lián)。機(jī)房間互聯(lián)、機(jī)架間互聯(lián)、機(jī)框間互聯(lián)、機(jī)盤

13、間互聯(lián)可以利用光電轉(zhuǎn)換和光傳輸技術(shù)取代傳統(tǒng)的電纜，主要解決方案包括硅基的光電集成、高速VCSEL和直調(diào)DFB等。其中硅基光電集成方案具有CMOS工藝兼容，集成度高，成本低的優(yōu)勢(shì)。未來(lái)幾年，光互聯(lián)技術(shù)將在芯片內(nèi)部、芯片間、板間、機(jī)柜間、機(jī)房間普及應(yīng)用。7、綠色通信，光通信技術(shù)：隨著人們信息消費(fèi)的不斷增加，需要光通信提供的帶寬越來(lái)越大，消耗的能源越來(lái)越多。在能源日趨緊張的今天，如何實(shí)現(xiàn)綠色通信成為業(yè)界努力的主要方向之一。為了實(shí)現(xiàn)綠色通信，一些新的技術(shù)正在或?qū)⒅饾u被采用，如新能源、高集成度芯片、高效率電源模塊、智能風(fēng)扇、液體制冷、智能流量聚合、硬件休眠、新型材料等技術(shù)。通過(guò)上述技術(shù)的逐步引入和持續(xù)優(yōu)

14、化，光通信設(shè)備的每比特能耗將逐漸降低，與環(huán)境更為和諧。2、 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) 2018 年 2 月 26 日3 月 1 日，世界移動(dòng)通信大會(huì)（ Mobile WorldCongress， MWC）在西班牙巴塞羅那舉辦。 MWC 大會(huì)是全球最具影響力的通信領(lǐng)域展會(huì)，眾多全球通信廠商、企業(yè)都會(huì)參展， 本次大會(huì)主題是“ Creating a Better Future（創(chuàng)造更好未來(lái)）”。 而 5G 距離 2020 年全球商用越來(lái)越近，當(dāng)之無(wú)愧成為今年 MWC 的核心話題。 （一）、5G1、5G演進(jìn)5G將滲透到未來(lái)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，以用戶為中心構(gòu)建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)。5G將使信息突破時(shí)空限制，提供極佳的交

15、互體驗(yàn)，為用戶帶來(lái)身臨其境的信息盛宴；5G將拉近萬(wàn)物的距離，通過(guò)無(wú)縫融合的方式，便捷地實(shí)現(xiàn)人與萬(wàn)物的智能互聯(lián)。5G將為用戶提供光纖般的接入速率，“零”時(shí)延的使用體驗(yàn)，千億設(shè)備的連接能力，超高流量密度、超高連接數(shù)密度和超高移動(dòng)性等多場(chǎng)景的一致服務(wù)，業(yè)務(wù)及用戶感知的智能優(yōu)化，同時(shí)將為網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最終實(shí)現(xiàn)“信息隨心至，萬(wàn)物觸手及”的總體愿景。5G需要具備比4G更高的性能，支持0.11Gbps的用戶體驗(yàn)速率，每平方公里一百萬(wàn)的連接數(shù)密度，毫秒級(jí)的端到端時(shí)延，每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度，每小時(shí)500Km以上的移動(dòng)性和數(shù)十Gbps的峰值速率。其中，用戶體驗(yàn)速率、連

16、接數(shù)密度和時(shí)延為5G最基本的三個(gè)性能指標(biāo)。同時(shí)，5G還需要大幅提高網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營(yíng)的效率，相比4G，頻譜效率提升515倍，能效和成本效率提升百倍以上。性能需求和效率需求共同定義了5G的關(guān)鍵能力，猶如一株綻放的鮮花。紅花綠葉，相輔相成，花瓣代表了5G的六大性能指標(biāo)，體現(xiàn)了5G滿足未來(lái)多樣化業(yè)務(wù)與場(chǎng)景需求的能力，其中花瓣頂點(diǎn)代表了相應(yīng)指標(biāo)的最大值；綠葉代表了三個(gè)效率指標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)5G可持續(xù)發(fā)展的基本保障。2、5G關(guān)鍵技術(shù)展望5G將從頻譜效率的提升，通信頻帶的擴(kuò)展，新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)這三個(gè)維度來(lái)提升系統(tǒng)能力，實(shí)現(xiàn)性能需求和效率需求。全球各大5G推進(jìn)組也在積極開(kāi)展相關(guān)研究工作，三個(gè)維度的關(guān)鍵技術(shù)線僅停留在實(shí)驗(yàn)室

17、層面，尚待討論。（1）頻譜效率a.大規(guī)模陣列天線大規(guī)模陣列天線（Massive MIMO）已經(jīng)被公認(rèn)為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一，它采用有源天線陣列技術(shù)，將現(xiàn)有的2D天線陣列拓展成為3D天線陣列，形成極精確的用戶級(jí)超窄波束，將能量定向投放到用戶位置，可以顯著改善網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力，降低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能耗，特別是在中高頻段組網(wǎng)的情況下尤為明顯。目前，基站側(cè)可支持的協(xié)作天線數(shù)量將達(dá)到128根。在城市CBD辦公區(qū)，會(huì)場(chǎng)等熱點(diǎn)地區(qū)，用戶數(shù)量較多且分布密集，大規(guī)模陣列天線技術(shù)可以在水平面和垂直面均可實(shí)現(xiàn)波束賦形。多個(gè)用戶級(jí)波束在空間上三維賦型，可避免相互之間的干擾，大大提升系統(tǒng)級(jí)容量。大規(guī)模陣列天線技術(shù)也受到了業(yè)界的重點(diǎn)

18、關(guān)注，中國(guó)移動(dòng)和華為在Massive MIMO技術(shù)上的合作研究已超過(guò)兩年時(shí)間，與2014年9月份完成了全球首次TD-LTEMassive MIMO多天線預(yù)商用產(chǎn)品演示，這既是對(duì)5G先進(jìn)技術(shù)的驗(yàn)證，也可幫助中國(guó)移動(dòng)提升TD-LTE中高頻組網(wǎng)的覆蓋水平和系統(tǒng)容量。雙方將會(huì)繼續(xù)緊密合作，推進(jìn)大規(guī)模陣列天線的成熟與商用。b.雙工技術(shù)全雙工技術(shù)是指在相同的頻譜上，通信的收發(fā)雙方同時(shí)發(fā)射和接收信號(hào)。相對(duì)與傳統(tǒng)的FDD，TDD半雙工模式，全雙工技術(shù)突破了頻譜資源使用限制，使系統(tǒng)可用頻譜資源提升1倍，是未來(lái)有可能改變移動(dòng)通信傳統(tǒng)工作模式的革命性技術(shù)方向。全雙工技術(shù)需要具備極高的干擾消除能力以消除來(lái)自發(fā)送天線的

19、自干擾信號(hào)，華為、中國(guó)移動(dòng)研究院聯(lián)合北京大學(xué)等科研單位共同致力于全雙工技術(shù)的開(kāi)發(fā)，現(xiàn)已成功實(shí)現(xiàn)500m點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全雙工通信。目前，將全雙工技術(shù)應(yīng)用于多天線系統(tǒng)以及全雙工組網(wǎng)是全雙工技術(shù)在實(shí)際系統(tǒng)中應(yīng)用需要重要點(diǎn)研究的問(wèn)題。傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)的組網(wǎng)方式是以基站為中心實(shí)現(xiàn)小區(qū)覆蓋，而基站及中繼站無(wú)法移動(dòng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在靈活度上有一定的限制。隨著無(wú)線多媒體業(yè)務(wù)不斷增多，傳統(tǒng)的以基站為中心的業(yè)務(wù)提供方式已無(wú)法滿足海量用戶在不同環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求。c.D2D（Device to Device）通信D2D技術(shù)無(wú)需借助基站的幫助就能夠?qū)崿F(xiàn)通信終端之間的直接通信，拓展網(wǎng)絡(luò)連接和接入方式。由于短距離直接通信，信道質(zhì)量高

20、，D2D能夠?qū)崿F(xiàn)較高的數(shù)據(jù)速率、較低的時(shí)延和較低的功耗；通過(guò)廣泛分布的終端，能夠改善覆蓋，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用，支持更靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和連接方法，提升鏈路靈活性和網(wǎng)絡(luò)可靠性。目前，D2D采用廣播、組播和單播技術(shù)方案，未來(lái)將發(fā)展其增強(qiáng)技術(shù)，包括基于D2D的中繼技術(shù)、多天線技術(shù)和聯(lián)合編碼技術(shù)等。移動(dòng)通信傳統(tǒng)工作頻段主要集中在3GHz以下，這段頻譜資源十分擁擠，潛力已經(jīng)開(kāi)發(fā)殆盡。而在高頻段（如毫米波、厘米波頻段）可用頻譜資源豐富，能夠有效緩解頻譜資源緊張的現(xiàn)狀，可以實(shí)現(xiàn)極高速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。IMT-2020計(jì)劃開(kāi)發(fā)6G以下的頻段供5G使用，隨著射頻技術(shù)趨于成熟，再逐步

21、開(kāi)發(fā)6G以上的高頻段。（2）頻段擴(kuò)展目前，監(jiān)測(cè)中心目前正在積極開(kāi)展高頻段需求研究以及潛在候選頻段的遴選工作。高頻段資源雖然目前較為豐富，但是仍需要進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，從而使寶貴的頻譜資源得到最優(yōu)配置。高頻段在移動(dòng)通信中的應(yīng)用是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)界對(duì)此高度關(guān)注。高頻通信存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環(huán)境影響等缺點(diǎn)?？紤]到未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)是高密度性網(wǎng)絡(luò)，覆蓋面積最小的微小區(qū)和熱點(diǎn)僅需達(dá)到50米以下的覆蓋范圍。高頻段頻譜資源用于微小區(qū)的小型化高增益天線和設(shè)備中，可實(shí)現(xiàn)很高的通信速率。（3）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)隨著各種智能終端的普及，數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)井噴式的增長(zhǎng)。未來(lái)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將主要分布在室內(nèi)和熱點(diǎn)地

22、區(qū)，這使得超密集網(wǎng)絡(luò)成為實(shí)現(xiàn)未來(lái)5G的1000倍流量需求的主要手段之一。超密集網(wǎng)絡(luò)能夠改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，大幅度提升系統(tǒng)容量，并且對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分流，具有更靈活的網(wǎng)絡(luò)部署和更高效的頻率復(fù)用。5G通信系統(tǒng)將采用更加密集的網(wǎng)絡(luò)方案，部署更多小小區(qū)來(lái)滿足局部熱點(diǎn)地區(qū)的大容量需求，同時(shí)可以起到為宏站和微站分流的效果。在無(wú)線接入技術(shù)上，5G可能采用C-RAN（Cloud-Radio Access Network）接入網(wǎng)架構(gòu)。C-RAN的基本思想是通過(guò)充分利用低成本高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)，直接在遠(yuǎn)端天線和集中化的中心節(jié)點(diǎn)間傳送無(wú)線信號(hào)，以構(gòu)建覆蓋上百個(gè)基站服務(wù)區(qū)域，甚至上百平方公里的無(wú)線接入系統(tǒng)。C-RAN架構(gòu)適于采用協(xié)同

23、技術(shù)，能夠減小干擾，降低功耗，提升頻譜效率，同時(shí)便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)使用的智能化組網(wǎng)，集中處理有利于降低成本，便于維護(hù)，減少運(yùn)營(yíng)支出。各種新型高速無(wú)線局域網(wǎng)接入點(diǎn)和蜂窩小基站共同構(gòu)成立體的超密集的組網(wǎng)方式，形成一張超級(jí)帶寬能力網(wǎng)絡(luò)。愈發(fā)密集的網(wǎng)絡(luò)部署也使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓訌?fù)雜，小區(qū)間干擾已經(jīng)成為制約系統(tǒng)容量增長(zhǎng)的主要因素，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)能效。干擾協(xié)調(diào)與管理、密集小區(qū)間協(xié)作、基于終端能力提升的移動(dòng)性增強(qiáng)方案等，都是目前密集網(wǎng)絡(luò)方面的研究熱點(diǎn)。（二）、Wi-Fi與LTE融合Wi-Fi最大的優(yōu)勢(shì)在于，它是在未授權(quán)的頻譜上運(yùn)行的，任何人都可以部署Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，而且能夠支持人們能想到的幾乎所有智能手持設(shè)備或物聯(lián)

24、網(wǎng)設(shè)備。Wi-Fi最適合的是大容量、高密度且低移動(dòng)性的室內(nèi)應(yīng)用。另一方面，蜂窩技術(shù)具備無(wú)處不在的室外覆蓋、無(wú)縫的移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，更完美支持語(yǔ)音和流媒體等實(shí)時(shí)應(yīng)用。兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合將為整個(gè)行業(yè)帶來(lái)巨大的希望。各行各業(yè)不斷嘗試Wi-Fi/蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合，隨著各個(gè)技術(shù)的不斷推進(jìn)，了解這些不同方法之間的區(qū)別非常重要，其實(shí)答案并沒(méi)有正確或錯(cuò)誤之分，只是選擇不同而已（具體取決于用戶的參考架構(gòu)）,預(yù)計(jì)在2020年前，Wi-Fi 和LTE小蜂窩基站技術(shù)仍將繼續(xù)融合，帶來(lái)始終保持最佳連接的使用體驗(yàn)。LTE-U、LTE-LAA、LWA和多鏈路TCP都是融合這兩大無(wú)線技術(shù)的選擇，市場(chǎng)會(huì)決定最終在什么時(shí)間采用什么方法。三、云

25、計(jì)算、大數(shù)據(jù)（一）、云計(jì)算：云計(jì)算(Cloud Computing)是由分布式計(jì)算(Distributed Computing)、并行處理(ParallelComputing)、網(wǎng)格計(jì)算(Grid Computing)發(fā)展來(lái)的，其最基本的概念，是透過(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達(dá)成處理數(shù)以千萬(wàn)計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和“超級(jí)計(jì)算機(jī)”同樣強(qiáng)大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是一種新興的商業(yè)計(jì)算模型。云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)用了許多技術(shù)，其中以編程模型、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、虛擬

26、化技術(shù)、云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)最為關(guān)鍵。1、編程模型MapReduce是Google開(kāi)發(fā)的java、Python、C+編程模型，它是一種簡(jiǎn)化的分布式編程模型和高效的任務(wù)調(diào)度模型，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集(大于1TB)的并行運(yùn)算。嚴(yán)格的編程模型使云計(jì)算環(huán)境下的編程十分簡(jiǎn)單。MapReduce模式的思想是將要執(zhí)行的問(wèn)題分解成Map(映射)和Reduce(化簡(jiǎn))的方式，先通過(guò)Map程序?qū)?shù)據(jù)切割成不相關(guān)的區(qū)塊，分配(調(diào)度)給大量計(jì)算機(jī)處理，達(dá)到分布式運(yùn)算的效果，再通過(guò)Reduce程序?qū)⒔Y(jié)果匯整輸出。2、海量數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)技術(shù)云計(jì)算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時(shí)為大量用戶服務(wù)，因此云計(jì)算系統(tǒng)采用分布式存儲(chǔ)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

27、，用冗余存儲(chǔ)的方式保證數(shù)據(jù)的可靠性。云計(jì)算系統(tǒng)中廣泛使用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)是Google的GFS和Hadoop團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的GFS的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)HDFS。GFS即Google文件系統(tǒng)(Google File System)，是一個(gè)可擴(kuò)展的分布式文件系統(tǒng)，用于大型的、分布式的、對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)的應(yīng)用。GFS的設(shè)計(jì)思想不同于傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)，是針對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和Google應(yīng)用特性而設(shè)計(jì)的。它運(yùn)行于廉價(jià)的普通硬件上，但可以提供容錯(cuò)功能。它可以給大量的用戶提供總體性能較高的服務(wù)。一個(gè)GFS集群由一個(gè)主服務(wù)器(master)和大量的塊服務(wù)器(chunkserver)構(gòu)成，并被許多客戶(Client)訪問(wèn)。主服務(wù)

28、器存儲(chǔ)文件系統(tǒng)所以的元數(shù)據(jù)，包括名字空間、訪問(wèn)控制信息、從文件到塊的映射以及塊的當(dāng)前位置。它也控制系統(tǒng)范圍的活動(dòng)，如塊租約(lease)管理，孤兒塊的垃圾收集，塊服務(wù)器間的塊遷移。主服務(wù)器定期通過(guò)HeartBeat消息與每一個(gè)塊服務(wù)器通信，給塊服務(wù)器傳遞指令并收集它的狀態(tài)。GFS中的文件被切分為64MB的塊并以冗余存儲(chǔ)，每份數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中保存3個(gè)以上備份?？蛻襞c主服務(wù)器的交換只限于對(duì)元數(shù)據(jù)的操作，所有數(shù)據(jù)方面的通信都直接和塊服務(wù)器聯(lián)系，這大大提高了系統(tǒng)的效率，防止主服務(wù)器負(fù)載過(guò)重。3、海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)云計(jì)算需要對(duì)分布的、海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需能夠高效的管理大量的數(shù)據(jù)。云

29、計(jì)算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是Google的BT(BigTable)數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的開(kāi)源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。BT是建立在GFS,Scheduler, Lock Service和MapReduce之上的一個(gè)大型的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，與傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)不同，它把所有數(shù)據(jù)都作為對(duì)象來(lái)處理，形成一個(gè)巨大的表格，用來(lái)分布存儲(chǔ)大規(guī)模結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。Google的很多項(xiàng)目使用BT來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)頁(yè)查詢，Google earth和Google金融。這些應(yīng)用程序?qū)T的要求各不相同：數(shù)據(jù)大小(從URL到網(wǎng)頁(yè)到衛(wèi)星圖象)不同，反應(yīng)速度不同(從后端的大批處理到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù))。對(duì)于不同的要求，BT都成

30、功的提供了靈活高效的服務(wù)。4、虛擬化技術(shù)通過(guò)虛擬化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離，它包括將單個(gè)資源劃分成多個(gè)虛擬資源的裂分模式，也包括將多個(gè)資源整合成一個(gè)虛擬資源的聚合模式。虛擬化技術(shù)根據(jù)對(duì)象可分成存儲(chǔ)虛擬化、計(jì)算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，計(jì)算虛擬化又分為系統(tǒng)級(jí)虛擬化、應(yīng)用級(jí)虛擬化和桌面虛擬化。5、云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)云計(jì)算資源規(guī)模龐大，服務(wù)器數(shù)量眾多并分布在不同的地點(diǎn)，同時(shí)運(yùn)行著數(shù)百種應(yīng)用，如何有效的管理這些服務(wù)器，保證整個(gè)系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)是巨大的挑戰(zhàn)。云計(jì)算系統(tǒng)的平臺(tái)管理技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便的進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開(kāi)通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障，通過(guò)自動(dòng)化、智能化的手段實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系

31、統(tǒng)的可靠運(yùn)營(yíng)。（二）、大數(shù)據(jù)：“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)一般包括：大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)預(yù)處理、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及管理、大數(shù)據(jù)分析及挖掘、大數(shù)據(jù)展現(xiàn)和應(yīng)用（大數(shù)據(jù)檢索、大數(shù)據(jù)可視化、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)安全等）。1、Hadoop是開(kāi)源大數(shù)據(jù)項(xiàng)目的總稱，是一個(gè)由Apache基金會(huì)所開(kāi)發(fā)的分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，主要是由HDFS和MapReduce組成，HDFS為海量的數(shù)據(jù)提供了存儲(chǔ)，則MapReduce為海量的數(shù)據(jù)提供了計(jì)算。MapReduce是處理大量半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集合的編程模型。編程模型是一種處理并結(jié)構(gòu)化特定問(wèn)

32、題的方式。例如，在一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，使用一種集合語(yǔ)言執(zhí)行查詢，如SQL。告訴語(yǔ)言想要的結(jié)果，并將它提交給系統(tǒng)來(lái)計(jì)算出如何產(chǎn)生計(jì)算。還可以用更傳統(tǒng)的語(yǔ)言(C+，Java)，一步步地來(lái)解決問(wèn)題。這是兩種不同的編程模型，MapReduce就是另外一種。四、物聯(lián)網(wǎng)（一）、工業(yè)以太網(wǎng)：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)從最初的計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)CCS到集散控制系統(tǒng)DCS，發(fā)展到現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。近年來(lái)，以太網(wǎng)進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域，出現(xiàn)了大量基于以太網(wǎng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，隨著無(wú)線技術(shù)的發(fā)展，基于無(wú)線的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的研究也已開(kāi)展?，F(xiàn)場(chǎng)總線：廣泛應(yīng)用于連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如控制器、傳感器與執(zhí)行器等，采用全數(shù)字通信，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約線纜。現(xiàn)場(chǎng)

33、總線是綜合運(yùn)用微處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的產(chǎn)物，他在現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和測(cè)量?jī)x器中嵌入微處理器，使他們具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信的能力，構(gòu)成能獨(dú)立承擔(dān)某些控制、通信任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。工業(yè)以太網(wǎng)：隨著應(yīng)用需求的提高，現(xiàn)場(chǎng)總線的高成本、低速率、難于選擇以及難于互連、互通、互操作等問(wèn)題逐漸顯露。以太網(wǎng)具有傳輸速度高、易于安裝和兼容性好等優(yōu)勢(shì)，因此基于以太網(wǎng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展的趨勢(shì),將以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域 ,構(gòu)成工業(yè)以太網(wǎng)。工業(yè)無(wú)線網(wǎng)：無(wú)線通信技術(shù)逐漸進(jìn)入工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，為工業(yè)控制帶來(lái)了諸如降低安裝復(fù)雜度以及減少線纜等好處，同時(shí)其配置靈活，使用方便。目前，無(wú)線通信在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的研究主

34、要有以下幾類：無(wú)線總線 RFiel dbus、無(wú)線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) WSAN、基于 I EEE 802.11 的無(wú)線局域網(wǎng)WL AN以及基于I EEE 802 . 15的無(wú)線個(gè)域網(wǎng) WPAN 等。（二）、車聯(lián)網(wǎng)：1、ADAS:先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistant System），簡(jiǎn)稱ADAS，是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器，在第一時(shí)間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)， 進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)物體的辨識(shí)、偵測(cè)與追蹤等技術(shù)上的處理，從而能夠讓駕駛者在最快的時(shí)間察覺(jué)可能發(fā)生的危險(xiǎn)， 以引起注意和提高安全性的主動(dòng)安全技術(shù)。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達(dá)、激光和超聲波等，可以

35、探測(cè)光、熱、壓力或其它用于監(jiān)測(cè)汽車狀態(tài)的變量，通常位于車輛的前后保險(xiǎn)杠、側(cè)視鏡、駕駛桿內(nèi)部或者擋風(fēng)玻璃上。早期的ADAS 技術(shù)主要以被動(dòng)式報(bào)警為主，當(dāng)車輛檢測(cè)到潛在危險(xiǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對(duì)于最新的ADAS技術(shù)來(lái)說(shuō)，主動(dòng)式干預(yù)也很常見(jiàn)。ADAS的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是處理器和傳感器，雖然ADAS應(yīng)用系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，但隨著器件性能升高成本降低，ADAS的應(yīng)用正在從豪華高檔汽車向中低檔汽車中普及。例如，自適應(yīng)巡航控制、盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、車道偏離警告、夜視、車道保持輔助和碰撞警告系統(tǒng)，具有自動(dòng)轉(zhuǎn)向和制動(dòng)干預(yù)功能的主動(dòng)ADAS系統(tǒng)也已開(kāi)始在更廣闊的市場(chǎng)上得以應(yīng)用。2、自動(dòng)駕駛：無(wú)人駕駛汽

36、車通過(guò)環(huán)境感知模塊來(lái)辨別自身周圍的環(huán)境信息，為其行為決策提供信息支持。汽車配備了立體多功能攝像頭、車載雷達(dá)、超聲波傳感器。通過(guò)攝像機(jī)和雷達(dá)探測(cè)信息的疊加，可以獲得周圍路況信息，包括車輛精確位置，速度，障礙物形狀和體積。2014年5月谷歌發(fā)布無(wú)人汽車，軟件和傳感裝置取代了方向盤、油門、剎車燈傳統(tǒng)汽車配置。奔馳公司的Intelligent Drive2013年9月發(fā)布，順利完成了長(zhǎng)達(dá)100公里的無(wú)人駕駛試驗(yàn)之旅，成功實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)及跨城之間的無(wú)人駕駛。特斯拉于2014年10月發(fā)布其P85D四驅(qū)智能駕駛版車型，增設(shè)的雷達(dá)和攝像頭可以識(shí)別行人和路標(biāo)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車、高速公路自動(dòng)駕駛，堵車自動(dòng)跟隨等功能。20

37、14年07月24日，百度啟動(dòng)“百度無(wú)人駕駛汽車”研發(fā)計(jì)劃。中國(guó)汽車行業(yè)在智能汽車領(lǐng)域起步較晚，包括一汽、吉利等在內(nèi)的自主品牌車企均表示要大力研發(fā)智能汽車，積極備戰(zhàn)智能汽車市場(chǎng)爭(zhēng)霸賽。（二）自然辯證法對(duì)通信的意義IT技術(shù)要成為第一生產(chǎn)力須適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。自從人類誕生以后，自然界就開(kāi)始了人化的特征，自然界與人類就不可分割地結(jié)合在一起。人工自然的產(chǎn)生和發(fā)展，充分體現(xiàn)出人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然，激發(fā)自然為人類服務(wù)的巨大能力和潛力，也標(biāo)志著人的活動(dòng)介入到自然界的演化過(guò)程中，給自然界打上了人的烙印。這不僅對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步，而且對(duì)整個(gè)自然界的演化都產(chǎn)生了巨大的影響。在面對(duì)人與社會(huì)的關(guān)系或矛盾中，人類借助于科學(xué)技術(shù)，使人類社會(huì)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展。IT產(chǎn)業(yè)，更是一個(gè)飛速發(fā)展的領(lǐng)域。適時(shí)出現(xiàn)的技術(shù)才是好技術(shù)，才能得到長(zhǎng)足的發(fā)展。而落后的不適合時(shí)代的技術(shù)也只能稱之為落后的生產(chǎn)力。所以，具有敏銳的市場(chǎng)嗅覺(jué)的創(chuàng)新型人才是IT產(chǎn)業(yè)的瑰寶。世界信息產(chǎn)業(yè)風(fēng)起云涌，中國(guó)又該何去何從？我認(rèn)為應(yīng)該是適應(yīng)與挑戰(zhàn)并存，未來(lái)的國(guó)內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)必須走創(chuàng)新之路。從通信產(chǎn)業(yè)來(lái)看，國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信從模擬通信技術(shù)到大規(guī)模商用的GSM、WCDMA等技術(shù)都是跟著歐洲的腳步在發(fā)展。那