淺談移動通信技術(shù)的演進及發(fā)展

【摘要】 隨著科學技術(shù)發(fā)展，移動通信也得到迅猛的發(fā)展和應用 。本文論述移動通信技術(shù)的演進及發(fā)展，移動通信的誕生、第一代模擬移動通信、第二代數(shù)字移動通信、第2.5代數(shù)字移動通信、第三代寬帶移動通信及第四代高速寬帶移動通信所采用的技術(shù)、制式及特點。

【關(guān)鍵詞】 移動通信 技術(shù) 演進 發(fā)展

隨著科學技術(shù)發(fā)展，通信技術(shù)也得到迅猛的發(fā)展和應用，在推動社會經(jīng)濟的同改變了人們的生活方式。移動通信特別是蜂窩小區(qū)的發(fā)展，使用戶實現(xiàn)完全的個人移動性、可靠的傳輸手段和接續(xù)方式，逐漸演變成社會進步必不可少的工具。

目前在中國，移動通信技術(shù)經(jīng)歷了第一代以語音為主的模擬移動通信技術(shù)、第二代數(shù)字的以語音和短信為主的窄帶移動通信技術(shù)、第三代以數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和多媒體業(yè)務為目的的寬帶移動通信技術(shù)，到第四代以高速寬帶的多媒體業(yè)務為主 LTE技術(shù)也已經(jīng)商用，第五代移動通信技術(shù)正在大力的研究和試驗中。

一、移動通信的誕生

移動通信誕生于20世紀初，在20世紀40年代以前，初步進行一些傳播性測試并在短波的幾個頻段上進行通信應用，如20年代初的2MHz頻段的警車無線調(diào)度系統(tǒng).其工作于單工或半雙工方式。40年代至60年代后期，發(fā)展了一些具有撥號、半雙工功能的移動通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)實現(xiàn)較容易，但同頻系統(tǒng)必須距離足夠遠，使同頻干擾電平遠低于接收機的接收門限.而且整個系統(tǒng)沒有頻率復用，支持的同時工作的 用戶數(shù)量有限，因此，系統(tǒng)存在容量受限、系統(tǒng)功能薄弱、頻率利用率低和質(zhì)量差等局限性。1971年貝爾實驗室論證了蜂窩系統(tǒng)的可行性后，各國對蜂窩移動通信系統(tǒng)進行了深入研究，從而進入蜂窩移動通信系統(tǒng)的發(fā)展階段。

二、第一代移動通信系統(tǒng)（1G）

1971年2月，F(xiàn)CC接受Bell公司建立蜂窩移動通信系統(tǒng)的建議，在850 MHz頻段提供了 40 MHz頻譜資源。在1978年安裝，1983年開始商業(yè)服務。在20世紀80年代演變成了美國模擬系統(tǒng)的國家標準。同時，基于不同標準的其他模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)也得到了很大的發(fā)展，具有代表性的是英國的TACS、日本的NAMTS、北歐的NMT。第一代移動通信系統(tǒng)的主要技術(shù)是模擬調(diào)頻、頻分多址，以模擬方式工作，使用頻段為800/900 MHz。第一代模擬移動通信系統(tǒng)特點是業(yè)務量小、質(zhì)量差、安全性差、沒有加密和速度低，主要基于蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，不同國家采用不同的工作系統(tǒng)。其具有代表性的終端設(shè)備就是“大哥大”，只能完成語音業(yè)務。

三、第二代移動通信系統(tǒng)（2G）

90年代起，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，加上模擬系統(tǒng)在擴充信道容量時所遇到的系統(tǒng)精確控制、昂貴的系統(tǒng)投資以及抗干擾等問題，一些世界性的標準委員會選擇了將數(shù)字系統(tǒng)作為第二代移動通信系統(tǒng)的基準。數(shù)字技術(shù)的引進最大的優(yōu)點是他的抗干擾能力和潛在的大容量。

從1G到2G是數(shù)字技術(shù)的革命，它具有多種不同的系統(tǒng)標準，如GSM，IS-95CDMA，PDC和IS-136TDMA等，GSM（全球移動系統(tǒng)）移動通信系統(tǒng)由歐洲于80年代中后期率先提出，是目前使用最普遍的一種標準，使用900MHz和1800MHz兩個頻帶，采用用戶識別模塊（SIM）技術(shù)鑒別用戶，傳輸時使用時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA×1）技術(shù)增加網(wǎng)絡中信息的傳輸量，但它不能實現(xiàn)全球無縫漫游。

四、第2.5代移動通信系統(tǒng)（2.5G）

第2.5代移動通信系統(tǒng)是2G向3G發(fā)展過程的中間過渡，它是2G的擴展和增強版，通用無線分組業(yè)務（GPRS）以看做在2G和3G之間移動通信技術(shù)發(fā)展的過渡階段，能夠使移動設(shè)備發(fā)送和接收電子郵件及圖片信息，其常用速度為115kbit/s，通過使用增強數(shù)據(jù)率的GSM（EDGE）最大速率可達384kbit/s，而典型的GSM數(shù)據(jù)傳輸率為9.6kbit/s。

五、第三代移動通信系統(tǒng)（3G）

第三代移動通信系統(tǒng)（3G），也稱IMT？2000，開始于20世紀90年代末。3G統(tǒng)一不同的移動技術(shù)標準，使用較高的頻帶和CDMA技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)來支持多媒體業(yè)務，它工作在2000MHz頻段，主要特點是高速率、高頻譜利用率、高服務質(zhì)量、低成本和高保密性等，其最基本特征是智能信號處理技術(shù)，智能信號處理單元將成為基本功能模塊，支持語音和多媒體數(shù)據(jù)通信，可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務，如高 速 數(shù) 據(jù)、慢 速 圖 像與電視圖像等。3G的三種國際標準分別是：WCDMA（歐洲標準），CDMA2000（也稱美國標準）和TD-SCDMA（中國標準）。

六、第四代移動通信系統(tǒng)（4G）

它包括寬帶無線固定接入，寬帶無線局域網(wǎng)（WLAN），移動寬帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡?？梢栽诓煌墓潭āo線平臺和跨越不同的頻帶網(wǎng)絡中提供無線服務，可以在任何地方寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)包括衛(wèi)星通信和平流層通信，能夠提供定時定位、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。此外，4G基于寬帶IP，以無縫接入融合方式，完全利用分組交換方式傳輸，集3G網(wǎng)絡技術(shù)和無線LAN系統(tǒng)為一體，是多種無線技術(shù)的綜合系統(tǒng)。

目前國際主要4G標準技術(shù)為LTE（Long Term Evolution ），LTE又分為FDD-LTE和TDD-LTE兩種制式。其中TDD-LTE 是中國提出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代移動通信技術(shù)。2013年，中國已經(jīng)發(fā)放了4G的TDD-LTE制式的牌照，其中中國移動為1880-1900MHZ、2320-2370MHz、2575-2635MHz，帶寬130MHz，中國聯(lián)通為2300-2320MHz、2555-2575MHz，共計帶寬40MHz，中國電信為2370-2390MHz、2635-2655MHz，共計帶寬40MHz。

LTE通過采用OFDM和MIMO作為無線網(wǎng)絡演進的標準，改進并且增強了3G的空中接入技術(shù)。這些技術(shù)的運用，使得其在20MHz頻譜帶寬的情況下能夠提供下行326Mbit/s與上行86Mbit/s的峰值速率。

4G移動通信技術(shù)的特點：（1）大容量：4G系統(tǒng)的容量至少是3G系統(tǒng)的10倍。（2）速度快： 4G系統(tǒng)下的最高速率將達100Mbps，移動終端下載文件的速度比3G系統(tǒng)快得多。（3）真實感：4G移動通信系統(tǒng)能夠提供150Mb/s的高質(zhì)量的影像多媒體業(yè)務，把高清晰度的視頻圖像實時地傳送給移動終端用戶，使用戶生身臨其境的感覺。（4）智能化：采用智能信號處理技術(shù)的4G通信系統(tǒng)對信道條件不同的各種復雜環(huán)境進行正常的發(fā)送與接收，具有很強的智能性、適應性和靈活性。（5）良好的覆蓋性能：4G移動通信系統(tǒng)具有良好的覆蓋能力并能提供高速可變速率傳輸。對于室內(nèi)環(huán)境，由于要提供高速傳輸，小區(qū)的半徑會更小。

七、結(jié)束語

移動通信發(fā)展到今天，盡管還沒有實現(xiàn)全球完全兼容的標準以及理想的傳輸速率和容量，但是，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，如全IP、蜂窩、衛(wèi)星、WLAN，Bluetooth、 OFDM、智能天線 、軟件無線電等，未來的移動通信系統(tǒng)定能實現(xiàn)“任何人（Whoever）在任何地點（Wherever）、任何時間（Whenever）可以同任何對方（Whomever）進行任何形式（Whatever）的5W通信”這一目標。

參 考 文 獻

[1] 趙榮黎. 數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)[M]. 電子工業(yè)出版社. 1997

[2] 羅凌等. 第三代移動通信技術(shù)與業(yè)務[M]. 人民郵電出版社. 2005

[3] 談振輝. 移動通信新技術(shù)發(fā)展趨勢[J]. 中國移動通信. 2005

作者簡介：

姜日敏，男，1969年1月，遼寧省蓋州市人，1991年畢業(yè)于北京郵電大學，獲電子與信息專業(yè)碩士學位，現(xiàn)就職于遼寧郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，高級工程師，多年從事移動通信和數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的網(wǎng)絡規(guī)劃、設(shè)計和研究。endprint