通信技术论文范文篇二
浅析量子通信技术
【摘要】量子通信作为既新鲜又古老的话题，它具有严格的信息传输特性，目前已经取得突破性进展，被通信领域和官方机构广泛关注。本文结合量子，对量子通信技术以及发展进行了简单的探讨。
【关键词】量子;通信;技术;发展
对量子信息进行研究是将量子力学作为研究基础，根据量子并行、纠缠以及不可克隆特性，探索量子编码、计算、传输的可能性，以新途径、思路、概念打破原有的芯片极限。从本质来说：量子信息是在量子物理观念上引发的效应。它的优势完全来源于量子并行，量子纠缠中的相干叠加为量子通讯提供了依据，量子密码更多的取决于波包塌缩。理论上，量子通信能够实现通信过程，最初是通过光纤实现的，由于光纤会受到自身与地理条件限制，不能实现远距离通信，所以不利于全球化。到1993年，隐形传输方式被提出，通过创建脱离实物的量子通信，用量子态进行信息传输，这就是原则上不能破译的技术。但是，我们应该看到，受环境噪声影响，量子纠缠会随着传输距离的拉长效果变差。
一、量子通信技术
(一)量子通信定义
到目前为止，量子通信依然没有准确的定义。从物力角度来看，它可以被理解为物力权限下，通过量子效应进行性能较高的通信;从信息学来看，量子通信是在量子力学原理以及量子隐形传输中的特有属性，或者利用量子测量完成信息传输的过程。
从量子基本理论来看，量子态是质子、中子、原子等粒子的具体状态，可以代表粒子旋转、能量、磁场和物理特性，它包含量子测不准原理和量子纠缠，同时也是现代物理学的重点。量子纠缠是来源一致的一对微观粒子在量子力学中的纠缠关系，同时这也是通过量子进行密码传递的基础。Heisenberg测不准原理作为力学基本原理，是同一时刻用相同精度对量子动量以及位置的测量，但是只能精确测定其中的一样结果。
(二)量子通信原理
量子通信素来具有速度快、容量大、保密性好等特征，它的过程就是量子力学原理的展现。从最典型的通信系统来说具体包含：量子态、量子测量容器与通道，拥有量子效应的有：原子、电子、光子等，它们都可以作为量子通信的信号。在这过程中，由于光信号拥有一定的传输性，所以常说的量子通信都是量子光通信。分发单光子作为实施量子通信空间的依据，利用空间技术能够实现空间量子的全球化通信，并且克服空间链路造成的距离局限。
利用纠缠量子中的隐形量子传输技术作为未来量子通信的核心，它的工作原理是：利用量子力学，由两个光子构成纠缠光子，不管它们在宇宙中距离多远，都不能分割状态。如果只是单独测量一个光子情况，可能会得到完全随机的测量结果;如果利用海森堡的测不准原理进行测量，只要测量一个光子状态，纵使它已经发生变化，另一个光子也会出现类似的变化，也就是塌缩。根据这一研究成果，Alice利用随机比特，随机转换已有的量子传输状态，在多次传输中，接受者利用量子信道接收;在对每个光子进行测量时，同时也随机改变了自己的基，一旦两人的基一样，一对互补随机数也就产生。如果此时窃听者窃听，就会破坏纠缠光子对，Alice与Bob也就发觉，所以运用这种方式进行通信是安全的。
(三)量子密码技术
从Heisenberg测不准原理我们可以知道，窃听不可能得到有效信息，与此同时，窃听量子信号也将会留下痕迹，让通信方察觉。密码技术通过这一原理判别是否存在有人窃取密码信息，保障密码安全。而密钥分配的基本原理则来源于偏振，在任意时刻，光子的偏振方向都拥有一定的随机性，所以需要在纠缠光子间分设偏振片。如果光子偏振片与偏振方向夹角较小时，通过滤光器偏振的几率很大，反之偏小。尤其是夹角为90度时，概率为0;夹角为45度时，概率是0.5，夹角是0度时，概率就是1;然后利用公开渠道告诉对方旋转方式，将检测到的光子标记为1，没有检测到的填写0，而双方都能记录的二进制数列就是密码。对于半路监听的情况，在设置偏振片的同时，偏振方向的改变，这样就会让接受者与发送者数列出现差距。
(四)量子通信的安全性
从典型的数字通信来说：对信息逐比特，并且完全加密保护，这才是实质上的安全通信。但是它不能完全保障信息安全，在长度有限的密文理论中，经不住穷举法影响。同时，伪随机码的周期性，在重复使用密钥时，理论上能够被解码，只是周期越长，解码破译难度就会越大。如果将长度有限的随机码视为密钥，长期使用虽然也会具有周期特征，但是不能确保安全性。
从传统的通信保密系统来看，使用的是线路加密与终端加密整合的方式对其保护。电话保密网，是在话音终端上利用信息通信进行加密保护，而工作密钥则是伪随机码。
二、量子通信应用与发展
和传统通信相比，量子通信具有很多优势，它具有良好的抗干扰能力，并且不需要传统信道，量子密码安全性很高，一般不能被破译，线路时延接近0，所以具有很快的传输速度。目前，量子通信已经引起很多军方和国家政府的关注。因为它能建立起无法破译的系统，所以一直是日本、欧盟、美国科研机构发展与研究的内容。
在城域通信分发与生成系统中，通过互联量子路由器，不仅能为任意量子密码机构成量子密码，还能为成对通信保密机利用，它既能用于逐比特加密，也能非实时应用。在严格的专网安全通信中，通过以量子分发系统和密钥为支撑，在城域范畴，任何两个用户都能实现逐比特密钥量子加密通信，最后形成安全性有保障的通信系统。在广域高的通信网络中，受传输信道中的长度限制，它不可能直接创建出广域的通信网络。如果分段利用量子密钥进行实时加密，就能形成安全级别较高的广域通信。它的缺点是，不能全程端与端的加密，加密节点信息需要落地，所以存在安全隐患。目前，随着空间光信道量子通信的成熟，在天基平台建立好后，就能实施范围覆盖，从而拓展量子信道传输。在这过程中，一旦量子中继与存储取得突破，就能进一步拉长量子信道的输送距离，并且运用到更宽的领域。例如：在�潜安全系统中，深海潜艇与岸基指挥一直是公认的世界难题，只有运用甚长波进行系统通信，才能实现几百米水下通信，如果只是使用传统的加密方式，很难保障安全性，而利用量子隐形和存储将成为开辟潜通的新途径。
三、结束语
量子技术的应用与发展，作为现代科学与物理学的进步标志之一，它对人类发展以及科学建设都具有重要作用。因此，在实际工作中，必须充分利用通信技术，整合国内外发展经验，从各方面推进量子通信技术发展。
参考文献
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[3]刘阳，缪蔚，殷浩等.通信保密技术的革命――量子保密通信技术综述[J].中国电子科学研究院学报，2012， 7(5)：459-465.
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1、什么是宽带接入？简述现阶段接入技术基本原理？简述你对未来接入技术发展的看法？
宽带接入是接入速率较高的接入方式。在公用电话网中通常认为在几百kbit/s以上的接入就属于宽带接入，有线、无线等不同专业有不同的定义。宽带是相对传统拨号上网而言，尽管目前没有统一标准规定宽带的带宽应达到多少，但依据大众习惯和网络多媒体数据流量考虑，网络的数据传输速率至少应达到256Kbps才能称之为宽带，其最大优势是带宽远远超过56Kbps拨号上网方式。
未来的宽带上网技术应当具有连接简单，操作发便，同时功能强大等特性，它至少必须满足用户在语音和数据业务上的基本需求-例如高速网上冲浪，HDTV，VOIP话音业务等等。而今，通信技术与互联网技术的不断成熟使得这些服务离你越来越近，全球的电信运营商都在向着未来不懈的努力。
我们了解了多种有可能实现的宽带接入方式，如"Stratellite"宽带、FTTH (光纤入户) 、ADSL2/ADSL2+，很难判断其中的哪一种会成为未来的主流，但是每一种技术都在快速的发展，最终能够笑道最后的，一定是那种能提供更高速度，更佳性能，更低成本，更高可行性的技术方案。所以，现在的宽带用户还有那些潜在的宽带用户将看到一个全新的局面，未来的宽带接入技术将会更成熟，没秒10M甚至100M不是梦！
2、无线城市的概念？当前无线城市有哪些解决方案？简述你对无线城市发展的认识和看法？
无线城市，就是使用高速宽带无线技术覆盖城市行政区域，向公众提供利用无线终端或无线技术获取信息的服务，提供随时随地接入和速度更快的无线网络,从而使在现有的第二代移动通信网络上不能使用、未来第三代移动通信网络上效果不够理想的高速度的新业务、新功能被开发出来，例如用手机看电视、打网络游戏、手机视频聊天、用手机随时召开或参加视频会议、家庭数字网络、无线传输文稿和照片等大文件、无线网络硬盘、移动电子邮件，等等。是城市信息化和现代化的一项基础设施，也是衡量城市运行效率、信息化程度以及竞争水平的重要标志。
无线城市解决方案：
为了实现无线数字城市建设的目标，对于不同的区域，不同的传播环境，不同的业务量需求，采用应不同的站型，不同的站间距和不同的天线类型，合理分布，达到用尽量少投资实现尽量好的覆盖效果。
1、城市主干道的覆盖；主干道路覆盖对数据流量的要求不高，一般容量不是问题，但对连续覆盖要求较高。对高速交通干道覆盖，可以采用高增益定向天线的方式对道路进行覆盖。
2、广场的覆盖；广场覆盖主要以公众用户上网为主，由于覆盖区域较为开阔所以可采用全向天线进行区域覆盖，但考虑到传输问题因此规划时可以采用Mesh方式进行网络连接。
3、景区的覆盖；此类地区由于往往线路难以到位，必须采取MESH或无线中继的方式进行覆盖。天线的选用需要考虑到景区整体的效果，可以采用仿真或仿生天线。
4、机场、车站、咖啡吧、茶室、休闲场所公共营业区域等室内区域的覆盖；室内场馆主要包括候机厅(候车室)、展览馆、体育场馆、高级写字楼、咖啡吧、室内茶室、大型室内商场等，可以采用普通无线控制器+AP使用自带天线或连接室内天线的方式进行覆盖。
5、园区的覆盖；园区覆盖主要面向游牧应用的公众用户，多数区域较为开阔但可能存在树荫的阻挡。对于数据的突发流量要求不高，覆盖区域较为分散。覆盖可以考虑采用全向和定向天线的结合，对于线路不到位的地方也可以采用Mesh或无线中继的方式进行无线组网。
随着移动技术的成熟，以及人们生活和工作等行为的网络需求越来越倾向于“随时随地上网”的行为模式，无线网络作为一种便捷快速的网络服务肯定要在全世界普及，无线城市成为未来城市发展的目标是民意所向，也是大势所趋。中国已经有很多城市已经开始无线网络发展计划，北京、上海、广州、深圳、成都等多个城市已经开始建设无线城市。最近北京的中移动和房山区长阳镇就签订了合作协议，计划在长阳半岛建设无线城市，助力北京世界城市和信息化产业建设的同时，更为长阳半岛的居民生活和产业发展带来更为高效便捷的网络通讯服务。
3 、什么是现代服务业？具体包括哪些业务？分析并阐述ICT？信息通信技术在现代服务业发展中的作用？
现代服务业大体相当于现代第三产业。国家统计局在1985年《关于建立第三产业统计的报告》中，将第三产业分为四个层次：第一层次是流通部门，包括交通运输业、邮电通讯业、商业饮食业、物资供销和仓储业；第二个层次是为生产和生活服务的部门，包括金融业、保险业、公用事业、居民服务业、旅游业、咨询信息服务业和各类技术服务业等；第三个层次是为提高科学文化水平和居民素质服务的部门，包括教育、文化、广播电视事业，科研事业，生活福利事业等；第四个层次是为社会公共需要服务的部门，包括国家机关、社会团体以及军队和警察等。
业务：
1.基础服务（包括通信服务和信息服务）
2.生产和市场服务（包括金融、物流、批发、电子商务、农业支撑服务以及中介和咨询等专业服务）
3.个人消费服务（包括教育、医疗保健、住宿、餐饮、文化娱乐、旅游、房地产、商品零售等）
4.公共服务（包括政府的公共管理服务、基础教育、公共卫生、医疗以及公益性信息服务等）。
现代服务业是相对于传统服务业而言，适应现代人和现代城市发展的需求，而产生和发展起来的具有高技术含量和高文化含量的服务业。
ICT是信息、通信和技术三个英文单词的词头组合(Information Communication Technology，简称ICT) 。它是信息技术与通信技术相融合而形成的一个新的概念和新的技术领域。也是在线测试仪的简称。
任何依靠信息通信技术(ICT)实现现代服务业的，首先要有一个多种电信技术和互联网技术的接入网络，为用户实现方便、快捷、廉价、多功能的接入。它应包括对互联网的接入，对无线、移动通信系统的接入，对固网的接入等。而且这些接入可以根据用户需求提供窄带和宽带的服务，或者按服务种类提供语音、数据、视频的接入。所以现代服务业共性服务支撑系统的接入也必须作到完全现代技术的、无时不在的、无处不在的全方位的服务。具体的通信手段要包括PSTN、PHS、ISDN、GSM、CDMA、3G(WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)、WIFI、WIMAX、集群通信、Cable、卫星、互联网的各种接入(PC与固网、移动网和无线网各种接入)等。
4、网络优化的方法有哪些？室内补充覆盖信号源接入方式各自的特点？
网络优化的方法很多，在网络优化的初期，常通过对OMC-R数据的分析和路测的结果，制定网络调整的方案。在采用图1的流程经过几个循环后，网络质量有了大幅度的提高。但仅采用上述方法较难发现和解决问题，这时通常会结合用户投诉和CQT测试办法来发现问题，结合信令跟踪分析法、话务统计分析法及路测分析法，分析查找问题的根源。在实际优化中，尤其以分析OMC-R话务统计报告，并辅以七号信令仪表进行A接口或Abis接口跟踪分析，作为网络优化最常用的手段。网络优化最重要的一步是如何发现问题，下面就是几种常用的方法：
1．话务统计分析法：OMC话务统计是了解网络性能指标的一个重要途径，它反映了无线网络的实际运行状态。它是我们大多数网络优化基础数据的主要根据。通过对采集到的参数分类处理，形成便于分析网络质量的报告。通过话务统计报告中的各项指标(呼叫成功率、掉话率、切换成功率、每时隙话务量、无线信道可用率、话音信道阻塞率和信令信道的可用率、掉话率及阻塞率等)，可以了解到无线基站的话务分布及变化情况，从而发现异常，并结合其它手段，可分析出网络逻辑或物理参数设置的不合理、网络结构的不合理、话务量不均、频率干扰及硬件故障等问题。同时还可以针对不同地区，制定统一的参数模板，以便更快地发现问题，并且通过调整特定小区或整个网络的参数等措施，使系统各小区的各项指标得到提高，从而提高全网的系统指标。
2．DT （驱车测试）：在汽车以一定速度行驶的过程中,借助测试仪表、测试手机，对车内信号强度是否满足正常通话要求，是否存在拥塞、干扰、掉话等现象进行测试。通常在DT中根据需要设定每次呼叫的时长，分为长呼（时长不限,直到掉话为止）和短呼（一般取60秒左右,根据平均用户呼叫时长定）两种（可视情况调节时长），为保证测试的真实性，一般车速不应超过40公里/小时。路测分析法主要是分析空中接口的数据及测量覆盖，通过DT测试，可以了解：基站分布、覆盖情况，是否存在盲区；切换关系、切换次数、切换电平是否正常；下行链路是否有同频、邻频干扰；是否有小岛效应；扇区是否错位；天线下倾角、方位角及天线高度是否合理；分析呼叫接通情况，找出呼叫不通及掉话的原因，为制定网络优化方案和实施网络优化提供依据。
3．CQT （呼叫质量测试或定点网络质量测试）：在服务区中选取多个测试点，进行一定数量的拨打呼叫，以用户的角度反映网络质量。测试点一般选择在通信比较集中的场合，如酒店、机场、车站、重要部门、写字楼、集会场所等。它是DT测试的重要补充手段。通常还可完成DT所无法测试的深度室内覆盖及高楼等无线信号较复杂地区的测试，是场强测试方法的一种简单形式。
4．用户投诉：通过用户投诉了解网络质量。尤其在网络优化进行到一定阶段时，通过路测或数据分析已较难发现网络中的个别问题，此时通过可能无处不在的用户通话所发现的问题，使我们进一步了解网络服务状况。结合场强测试或简单的CQT测试，我们就可以发现问题的根源。该方法具有发现问题及时，针对性强等特点。
5．信令分析法：信令分析主要是对有疑问的站点的A接口、Abis接口的数据进行跟踪分析。通过对A接口采集数据分析，可以发现切换局数据不全(遗漏切换关系)、信令负荷、硬件故障(找出有问题的中继或时隙)及话务量不均(部分数据定义错误、链路不畅等原因)等问题。通过对Abis接口数据进行收集分析，主要是对测量仪表记录的LAY3信令进行分析，同时根据信号质量分布图、频率干扰检测图、接收电平分布图，结合对信令信道或话音信道占用时长等的分析，可以找出上、下行链路路径损耗过大的问题，还可以发现小区覆盖情况、一些无线干扰及隐性硬件故障等问题。
6．自动路测系统分析：采用安装于移动车辆上的自动路测终端，可以全程监测道路覆盖及通信质量。由于该终端能够将大量的信令消息和测量报告自动传回监控中心，可以及时发现问题，并对出现问题的地点进行分析，具有很强的时效性。所采用的方法同5。
在实际工作中，这几种方法都是相辅相成、互为印证的关系。GSM无线网络优化就是利用上述几种方法，围绕接通率、掉话率、拥塞率、话音质量和切换成功率及超闲小区、最坏小区等指标，通过性能统计测试→数据分析→制定实施优化方案→系统调整→重新制定优化目标→性能统计测试的螺旋式循环上升，达到网络质量明显改善的目的。
(1) 宏蜂窝作信源接入信号分布系统；
采用宏基站作信号源，其主要的优点是业务承载量大，通过增加基站设备的资源即可完成扩容，适用于用户众多，业务量高的大楼，场馆等建筑；缺点是宏基站和塔放之间采用射频馈缆连接，当用于大型建筑物的室内覆盖时，过多射频电缆集中于塔放节点，造成系统成本上升，需要较大的布线空间，施工难度加大，同时馈线损耗会造成射频信号衰减过大，不利用功率的有效使用。
(2) 微蜂窝作信源接入信号分布系统；
采用微基站作信号源，相对宏基站，业务承载较小的建筑易于安装。缺点如下：
A．微基站因为要体积小，输出功率小，覆盖有限，可能产生较多的校区切换，会消耗一定的资源。如果要覆盖较大的区域，一种方案是使用更多的微基站，导致建网成本增加。
B.微基站组网时，每个信源的容量有限，不同信源之间的容量不能共享；对于一些室内环境，如果区域内其话务量的分布不均或者随时间变化很大，微基站因为无线资源共享率低，建设成本相对较高。
C.微基站室内覆盖的扩容时增加微基站，扩容成本高。
(3) 直放站作信源接入信号分布系统。
直放站（中继器）属于同频放大器，是指在无线通信传输过程中起到信号增强作用的一种无线发射中转设备。
5、什么是下一代网络？NGN有哪些核心技术？阐述不同核心技术之间的区别及你对NGN发展的看法？
下一代网络是网络的下一个发展目标。目前一般认为下一代网络基于IP，支持多种业务，能够实现业务与传送分离，控制功能独立，接口开放，具有服务质量(QoS)保证和支持通用移动性的分组网。
NGN的关键技术有软交换技术、高速路由/交换技术、大容量光传送技术和宽带接入技术，其中软交换技术是核心技术。
软交换技术是一种基于软件的分布式交换和控制平台。
高速路由器处于NGN的传送层，实现高速多媒体数据流的路由和交换，是NGN的交通枢纽。
大容量光传送技术：光纤传输具有大容量和高速率的特点，光交换和智能光网更加灵活，更有效的传输。
宽带接入技术：将各种宽带服务与英语那个才能开展起来，网络容量的潜力才能真正发挥。
NGN的技术标准研究正在继续进行中，各国的电信运营商都对其非常关注，对NGN的未来发展中融合成为主旋律。其中IMS的NGN架构是对3GPP规范中的特性补充，相信不久的将来NGN将会得到很好的发展。
6、什么是云计算？云计算包括哪些服务类别？简述云计算的基本原理及应用领域？并谈谈你对云计算发展的看法？
云计算概念是由Google提出的，这是一个美丽的网络应用模式。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源；广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效。
云计算服务类别包括基础架构云、平台云、应用云。
云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。
Amazon
Amazon以在线书店和电子零售业起家，如今已在业界享有盛誉。它最新的业务却与云计算有关。两年多以前，亚马逊作为首批进军云计算新兴市场的厂商之一，为尝试进入该领域的企业开创了良好的开端。
Google
围绕因特网搜索创建了一种超动力商业模式。如今，他们又以应用托管、企业搜索以及其他更多形式向企业开放了他们的“云”。
Salesforce
Salesforce是软件即服务厂商的先驱，它一开始提供的是可通过网络访问的销售力量自动化应用软件。在该公司的带动下，其他软件即服务厂商已如雨后春笋般蓬勃而起，Salesforce的下一目标是：平台即服务。
Microsoft
在云计算的起步阶段，微软曾经历过不少周折。经过几年的磨合调整之后，这个软件巨头的云计算战略终于走上了正轨。
中国移动
云计算作为中国移动蓝海战略的一个重要部分，于2007年由移动研究院组织力量，联合中科院计算所，着手起步了一个叫做“大云”的项目。
Giwell
Giwell是国内首个通讯计算云平台，是天地网联科技有限公司研发的新一代云计算平台。
随着经济的发展，服务化成为产业发展的必然趋势，各种生产活动的陈国逐渐开始以服务方式向用户进行交付。而云计算所提供的xaas模式正是服务化趋势的体现。云计算为产业服务化提供了技术平台，使生产流程的最终交付品是一种基于网络和信息平台的服务。我确信，在未来几年中，中国云计算市场将会保持快速的增长。
7、什么是物联网？物联网包括哪些关键技术及应用领域？简述你对物联网的理解及未来发展的看法？
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网的关键技术有短距离无线通讯（zigbee、wifi、蓝牙等）、低功耗无线网络技术、无线传感器网络、无线定位、射频识别（RFID）（高频、超高频）、远程网络、多网络融合等
物联网关键领域有1. RFID； 2.传感网； 3. M2M 4. 两化融合[。
物联网的发展，也是移动技术为代表的普适计算和泛在网络发展的结果，带动的不仅仅是技术进步，而是通过应用创新进一步带动经济社会形态、创新形态的变革，塑造了知识社会的流体特性，推动面向知识社会的下一代创新形态的形成。移动及无线技术、物联网的发展，使得创新更加关注用户体验，用户体验成为下一代创新的核心。技术更加全面，体验更加丰富成为新一代物联网的发展目标。
