移動通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的演進(jìn)與發(fā)展

王麗 中移鐵通甘肅分公司

移動通信技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十年的歷史了，在發(fā)展的過程當(dāng)中，移動通信技術(shù)給人們的生活帶來了天翻地覆的變化。移動通信技術(shù)拉近了人們之間的距離，推動了經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，對發(fā)展過程當(dāng)中所出現(xiàn)的問題進(jìn)行深刻地分析，制定高效的解決措施，推動移動通信技術(shù)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

1 移動通信的發(fā)展概述

移動通信系統(tǒng)第一代發(fā)展主要是依靠FDMA技術(shù)，可以對整個(gè)通信系統(tǒng)進(jìn)行模擬，移動通信系統(tǒng)在八十年代得到了快速的發(fā)展。當(dāng)時(shí)北美的AMPS系統(tǒng)非常盛行，主要是1G通信系統(tǒng)，每個(gè)國家都有各自的1G通信系統(tǒng)。移動通信系統(tǒng)自身在發(fā)展的過程當(dāng)中存在著缺陷，對于數(shù)據(jù)的保密性比較差，整個(gè)通信系統(tǒng)的容量有限，如果對移動通信系統(tǒng)進(jìn)行整體升級具有一定的困難。通信系統(tǒng)隨著時(shí)代的發(fā)展也在進(jìn)行不斷的更新，第一代移動通信系統(tǒng)逐漸被第二代移動通信系統(tǒng)所取代，第二代移動通信系統(tǒng)主要是2G通信技術(shù)。隨著第二代移動通信系統(tǒng)的誕生，將移動通信的速度提升了一個(gè)里程，最初的第二代移動通信系統(tǒng)起源于美國。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在飛速地向前發(fā)展，多媒體業(yè)務(wù)對于移動通信的要求也在不斷的提高，為了滿足市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域?qū)σ苿油ㄐ畔到y(tǒng)進(jìn)行了再次升級。此時(shí)第三代移動通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，隨著市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，第三代移動通信技術(shù)已經(jīng)承擔(dān)了通信任務(wù)的主要作用。3G移動通信技術(shù)設(shè)置了更高的標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)我國已經(jīng)能夠自主研發(fā)相關(guān)的移動通信技術(shù)，TD－SCDMA就是我國獨(dú)立自主研發(fā)的通信技術(shù)。第三代通信系統(tǒng)速度已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)高度，可以帶給通信用戶不同的體驗(yàn)，移動通信技術(shù)呈現(xiàn)出了多元化的發(fā)展。但是，第三代通信系統(tǒng)在發(fā)展的過程當(dāng)中也逐漸出現(xiàn)了弊端，隨著智能手機(jī)的誕生，第三代通信系統(tǒng)速度在視頻傳輸上存在著問題，大幅度限制了通信數(shù)據(jù)的大量傳輸。為了解決市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，移動通信領(lǐng)域逐漸推出了第四代移動通信系統(tǒng)，4G移動通信技術(shù)是通信史上的一次重大技術(shù)革命。將通信技術(shù)帶領(lǐng)到了一個(gè)新的高度，提升了通話的整體質(zhì)量，提高了信息傳輸?shù)恼w速度，而且對于相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄栽O(shè)置的水平也比較高。

2 4G的關(guān)鍵技術(shù)

什么是4G技術(shù)？即是第四代移動通信技術(shù)。在固定條件下，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速度達(dá)1Gbps，移動數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)傳輸達(dá)到100Mbps。即數(shù)據(jù)傳播速度極快。隨著我國現(xiàn)代信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，4G通信技術(shù)已經(jīng)占據(jù)人們的生活。傳統(tǒng)2G、3G技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速度十分滯后，使得所傳輸數(shù)據(jù)不清晰且用時(shí)長，而4G技術(shù)的研發(fā)使得數(shù)據(jù)傳輸速度快的發(fā)展理念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

在第四代通信技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的過程當(dāng)中，我國自主研發(fā)的TD-LTE在4G發(fā)展領(lǐng)域當(dāng)中占有重要的地位，第四代通信系統(tǒng)的要求設(shè)置非常的繁多，但是我國自主研發(fā)的4G通信技術(shù)優(yōu)勢還是非常的明顯。第四代的通信技術(shù)明顯在速度上要高于第三代通信技術(shù)，通訊方式整體的設(shè)計(jì)非常的靈活，整體具有智能化和人性化的特點(diǎn)。

2.1 OFDM技術(shù)

正交頻分復(fù)用技術(shù)，通過分析技術(shù)的本質(zhì)可以發(fā)現(xiàn)它具有多載波調(diào)制技術(shù)，深刻的對正交頻分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行分析，在整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用的過程當(dāng)中具有一定的原理，正交頻分復(fù)用技術(shù)的傳播速度非常高，信息在傳播的過程當(dāng)中，可以將信息傳播渠道劃分成多個(gè)子渠道。整個(gè)數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中是一串行數(shù)據(jù)，不同的數(shù)據(jù)在傳播的過程當(dāng)中所應(yīng)用到的速率是不同的，通過加載可以劃分到子渠道中，減輕了數(shù)據(jù)在傳播過程當(dāng)中的壓力。正交頻分復(fù)用技術(shù)存在著許多優(yōu)勢，在實(shí)踐的過程當(dāng)中也逐漸得到了驗(yàn)證，他可以對信號之間存在的干擾進(jìn)行消除，在一定程提高了通信性能。

2.2 軟件無線電技術(shù)

軟件無線電技術(shù)其實(shí)是一種無線電廣播通信技術(shù)，整體過程當(dāng)中需要簽署相應(yīng)的通信協(xié)議，該技術(shù)需要相應(yīng)的軟件編程進(jìn)行支持。軟件無線電技術(shù)當(dāng)中的硬件功能可以通過編程來進(jìn)行替代，在整個(gè)運(yùn)行的過程當(dāng)中需要建立無線電信平臺，電信平臺上能夠運(yùn)行多種通信協(xié)議，同時(shí)也可以融入多功能的軟件系統(tǒng)。軟件無線電技術(shù)通過平臺之間的數(shù)據(jù)交換，可以有效地解決通信系統(tǒng)當(dāng)中存在用戶終端復(fù)雜化的現(xiàn)象，從而多個(gè)用戶在同一個(gè)終端平臺當(dāng)中也可以進(jìn)行信息交流，這一點(diǎn)有效的解決了通信系統(tǒng)當(dāng)中的兼容性問題。

2.3 智能天線技術(shù)

智能天線在分布的過程當(dāng)中是一個(gè)天線陣列，波束形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了智能天線技術(shù)，在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中智能天線技術(shù)需要選定一個(gè)合適的算法。各個(gè)天線單元信號的幅度以及所處的相位都需要經(jīng)過數(shù)據(jù)的測量，數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)記錄可以有效地降低信號功率的干擾，通過智能天線技術(shù)可以對通信傳輸功率進(jìn)行提高，有效的降低信號在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中所受干擾的幾率。

2.4 MUD檢測技術(shù)

MUD技術(shù)，即多用戶檢測技術(shù)。其主要技術(shù)特點(diǎn)在于能夠有效的檢測多方數(shù)據(jù)庫，并在此過程中不斷消除數(shù)據(jù)干擾，使其提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化性能，從而促進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸速度的提升。MUD技術(shù)基本思想是將多個(gè)占用信道的用戶信息數(shù)據(jù)或者就將用戶信息屬于當(dāng)作信號，而不將其進(jìn)行干擾信息處理，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行多項(xiàng)檢測，如利用多個(gè)代碼等信息數(shù)據(jù)來源進(jìn)行檢測單個(gè)用戶信息，隨后進(jìn)行信息合理化處理，以此提高系統(tǒng)檢測性能。

2.5 小結(jié)

由此可見，4G移動通訊技術(shù)發(fā)展以逐趨成熟，在現(xiàn)今現(xiàn)代化信息技術(shù)發(fā)展迅速的社會不斷優(yōu)化人們的生活，使得人們生活數(shù)據(jù)傳輸及其保存得以不斷完善，從而促進(jìn)社會發(fā)展。

3 移動通信系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)

3.1 國外發(fā)展動態(tài)

早在20世紀(jì)歐洲就以及開始對于4G通訊技術(shù)的研發(fā)，奠定了現(xiàn)今4G技術(shù)的發(fā)展。如今，全球多個(gè)地方為發(fā)展信息化社會都在4G系統(tǒng)進(jìn)行研究及其系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。如MWIF、IETF等世界多個(gè)無線研究論。不僅如此，世界各地的移動通信設(shè)備廠商，為順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，也在不斷進(jìn)行4G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)。

如今4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面覆蓋世界多個(gè)地方，隨著新世紀(jì)信息化的崛起，使得各國之間對于4G的研究都無法松懈，為各國人們謀求更好的生活。智能手機(jī)的興起標(biāo)志著信息化世紀(jì)的到來。如今4G移動通訊的成就離不開各國之間對于4G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)。

新一代無線技術(shù)正在歐洲，美國等發(fā)達(dá)國家進(jìn)行市場化研究籌備階段。根據(jù)IETE工程學(xué)會公布的最新消息來看，其對于4G網(wǎng)絡(luò)的研究更為成熟，數(shù)據(jù)傳輸速度也在逐漸增加。據(jù)消息指出，新速度標(biāo)準(zhǔn)將在兩年內(nèi)出現(xiàn)在大眾視野。

3.2 國內(nèi)發(fā)展動態(tài)

我國對于通訊技術(shù)的發(fā)展落后與其他國家，我國4G研發(fā)于2001年實(shí)施，在結(jié)合2G、3G網(wǎng)絡(luò)的利弊之后，做出了新通訊設(shè)備的研究，并做出研究計(jì)劃，即：未來通訊無線環(huán)境研究計(jì)劃。其研究的主要目的是為了發(fā)展推動我國現(xiàn)代信息化社會的發(fā)展，并對未來10年的通訊技術(shù)發(fā)展做出規(guī)劃，其著重在于打破傳統(tǒng)通信關(guān)鍵技術(shù)，逐漸發(fā)展快速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)通信，為我國通信技術(shù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，不斷為發(fā)展我國無線技術(shù)做出跨越式規(guī)模發(fā)展。

自我國啟動4G通信技術(shù)研發(fā)以來，國內(nèi)多家大學(xué)汲取研究所參與其中，在未來通訊無限環(huán)境中展開研究?；诖耍?jīng)過兩年時(shí)間的艱苦努力，完成了6種無限通信技術(shù)預(yù)測方案，并與企業(yè)合作發(fā)展，如華為，三星等國內(nèi)外企業(yè)。至2006年完成了整個(gè)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的聯(lián)調(diào)工作，科研結(jié)果表明，我國通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以達(dá)到國際領(lǐng)先技術(shù)水平，標(biāo)志著我國現(xiàn)代化信息社會的到來。

2017年，通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在快速移動測試車上進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果表明，速率為20Mbps-90Mbps，由此可見，我國通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研發(fā)取得成功。也代表著我國4G通信技術(shù)進(jìn)入第三研發(fā)階段。

3.3 小結(jié)

由此可見，我國4G研發(fā)技術(shù)的開展雖落后于歐洲發(fā)達(dá)國家，但其科研成果依舊取得巨大的成果，這背后離不開科研團(tuán)隊(duì)的付出。4G技術(shù)研發(fā)的過程艱辛，其4G通信技術(shù)上市效果卻十分顯著，數(shù)據(jù)傳輸速度快等特點(diǎn)使它一上市就立即站穩(wěn)市場。

4 4G通信技術(shù)發(fā)展的優(yōu)缺點(diǎn)

4G通信技術(shù)自打投入市場使用以來，其優(yōu)缺點(diǎn)就表現(xiàn)得十分明顯。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

4.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）通信速度快。4G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)的主要目的就是為突破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸慢等特點(diǎn)。因此，其通訊速度快已經(jīng)成為其本質(zhì)的特點(diǎn)。4G網(wǎng)絡(luò)一上市，數(shù)據(jù)傳輸速度快等特點(diǎn)就受到一致好評。并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)那逦?，使其更加?yōu)化用戶的使用體驗(yàn)。

（2）網(wǎng)絡(luò)更寬。為使4G網(wǎng)絡(luò)達(dá)到100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速度，要求在原有3G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度上不斷深化改革，隨后進(jìn)行優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此，4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)使得通信寬帶普遍寬出許多。

（3）通信更加便捷。4G通信技術(shù)的研發(fā)使得人們之間的交流更為便捷，因其數(shù)據(jù)傳輸速度快，產(chǎn)生交流多元化等特點(diǎn)。如，雙向下載，打游戲等，讓人們之間的交流更為靈活，

4.2 缺點(diǎn)

（1）容量受限。因其數(shù)據(jù)傳輸速度快，使得數(shù)據(jù)儲存量也逐漸增加，而通信系統(tǒng)的儲存量有限，儲存數(shù)據(jù)只增不減，使得速度也逐漸變緩。

（2）市場需求不穩(wěn)定。如今4G通信市場還處在一個(gè)過渡階段，使得其認(rèn)知度不高，因此，3G網(wǎng)絡(luò)的市場還存在，為實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋還需一個(gè)過渡過程。

（3）標(biāo)準(zhǔn)無法統(tǒng)一。4G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)系統(tǒng)存在最為主要的問題乃是其通信制式標(biāo)準(zhǔn)還不夠統(tǒng)一，而各國之間對于4G通訊技術(shù)的研發(fā)理念各有不同，使得4G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一還存在差異。

4.3 小結(jié)

由此可見，雖4G網(wǎng)絡(luò)豐富了我們的生活，但是任何事物都具有的雙面性，使得其發(fā)展還需不斷完善，以此實(shí)現(xiàn)多方利益最大化。

5 結(jié)束語

現(xiàn)代通信技術(shù)在快速的向前發(fā)展，早在3G技術(shù)發(fā)展平穩(wěn)的過程當(dāng)中，4G通信技術(shù)就已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟。通信技術(shù)之間存在著非常激烈的競爭，在通信技術(shù)快速發(fā)展的過程當(dāng)中，需要結(jié)合不同階段的通信優(yōu)勢，有效的去提高數(shù)據(jù)的傳輸速率。第四代通信技術(shù)系統(tǒng)的兼容性非常好，可以對任意網(wǎng)絡(luò)之間的互通進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在運(yùn)作的過程當(dāng)中具有一定的靈活性，能夠推動通信系統(tǒng)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

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