移動(dòng)通信與5G技術(shù)

李浩宇 重慶市育才中學(xué)校

1 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程

1.1 早期發(fā)展

無(wú)線通信的早期應(yīng)用可以追溯到中國(guó)古代，兩千年前的周朝就有了利用烽火傳遞信息。1895年，“無(wú)線電之父”伽利爾摩.馬可尼在意大利實(shí)現(xiàn)了1.5英里的莫爾斯電報(bào)試驗(yàn)，開創(chuàng)了無(wú)線電通信領(lǐng)域的先河。

1.2 廣泛普及

在20世紀(jì)50年代，隨著半導(dǎo)體、集成電路的相繼問(wèn)世，電信技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)入了“模擬”通信時(shí)代，并于1983年美國(guó)開始了1G時(shí)代的移動(dòng)通信。1991年，歐洲開通了第一個(gè)GSM系統(tǒng)，從此開啟了2G時(shí)代。GSM系統(tǒng)開始使用SIM卡進(jìn)行用戶身份識(shí)別，意味著數(shù)字無(wú)線通信時(shí)代的到來(lái)。1993年，CDMA蜂窩系統(tǒng)由美國(guó)高通(Qualcomm)公司研發(fā)成功，并被采納為北美數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。在穩(wěn)定發(fā)展階段中，模擬和數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，加快了移動(dòng)通信在大眾人群中的普及并提高了人與人之間的通話質(zhì)量。

1.3 快速革新

進(jìn)入2000年，隨著CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA系統(tǒng)的相繼問(wèn)世，標(biāo)志著全球進(jìn)入3G時(shí)代；2014年，4G經(jīng)過(guò)多次測(cè)試已在全球開始大規(guī)模商業(yè)化普及，標(biāo)志著全球正式進(jìn)入了4G時(shí)代。龐大的用戶人群及非語(yǔ)音業(yè)務(wù)的急劇增加，導(dǎo)致有限的頻譜資源與不斷增長(zhǎng)的無(wú)線通信業(yè)務(wù)需求之間的矛盾帶來(lái)挑戰(zhàn)，促使無(wú)線通信理論與技術(shù)向前發(fā)展。在快速發(fā)展階段中，多媒體通信技術(shù)等的出現(xiàn)，加快了大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在移動(dòng)通信中的普及進(jìn)程。

2 5G移動(dòng)通信

5G是面向2020年以后移動(dòng)通信需求而發(fā)展的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。根據(jù)移動(dòng)通信的發(fā)展規(guī)律，5G將具有超高的頻譜利用率和能效，在傳輸速率和資源利用率等方面較4G移動(dòng)通信提高一個(gè)量級(jí)或更高，其無(wú)線覆蓋性能、傳輸時(shí)延、系統(tǒng)安全和用戶體驗(yàn)也將得到顯著的提高。未來(lái)5G系統(tǒng)還須具備充分的靈活性，具有網(wǎng)絡(luò)自感知、自調(diào)整等智能化能力，以應(yīng)對(duì)移動(dòng)信息社會(huì)難以預(yù)計(jì)的快速變化。

當(dāng)前技術(shù)發(fā)展正處于新的變革時(shí)期，5G技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出新的如下特點(diǎn)：

（1）在推進(jìn)技術(shù)變革的同時(shí)將更加注重用戶體驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)平均吞吐速率、傳輸時(shí)延以及虛擬現(xiàn)實(shí)、3D、交互式游戲等支撐能力等將成為衡量5G系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。

（2）在體系構(gòu)架上尋求系統(tǒng)性能的大幅度提高。5G系統(tǒng)研究將不僅把經(jīng)典技術(shù)作為核心目標(biāo)，而是從多點(diǎn)、多用戶、多天線、多小區(qū)協(xié)作組網(wǎng)作為突破的重點(diǎn)。

（3）室內(nèi)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)占據(jù)應(yīng)用的主導(dǎo)地位。5G室內(nèi)無(wú)線覆蓋性能及業(yè)務(wù)支撐能力將作為系統(tǒng)優(yōu)先設(shè)計(jì)目標(biāo)，從而改變傳統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)“大范圍覆蓋”的設(shè)計(jì)理念。

（4）高頻段頻譜資源的應(yīng)用。無(wú)線與有線的融合、光載無(wú)線組網(wǎng)等技術(shù)將被更為普遍地應(yīng)用。

（5）可“軟”配置的5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)業(yè)務(wù)流量的動(dòng)態(tài)變化實(shí)時(shí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源，有效地降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的成本和能源的消耗。

3 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程

移動(dòng)通信從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從機(jī)械到智能的過(guò)程，正是預(yù)示著信息個(gè)性化、網(wǎng)絡(luò)智能化、大數(shù)據(jù)化的時(shí)代的來(lái)臨。從21世紀(jì)初到如今，無(wú)線通信的信息速率和通信質(zhì)量以有很大提升，移動(dòng)通信已發(fā)展到目前的第四代的“長(zhǎng)期演進(jìn)”；目前，4G已經(jīng)進(jìn)入規(guī)模商用階段，5G已經(jīng)成為了全球移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)。現(xiàn)代無(wú)線通信將向以下幾個(gè)方面發(fā)展：

3.1 信息個(gè)性化

目前智能手機(jī)、平板、無(wú)線電腦等終端在生活中被廣泛應(yīng)用，個(gè)性化的信息需求已經(jīng)呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的市場(chǎng)前景，多媒體數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)虛擬經(jīng)濟(jì)正以前所未有的速度深入到消費(fèi)者的日常生活中這將促使無(wú)線通信技術(shù)將面向個(gè)性化、個(gè)體化的方向發(fā)展。

3.2 網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)與融合

21世紀(jì)前十年無(wú)線通信中各個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有不同的應(yīng)用領(lǐng)域，不同的標(biāo)準(zhǔn)，短期內(nèi)將會(huì)共存發(fā)展，但也因各自需要將會(huì)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。例如，4G網(wǎng)絡(luò)與WLAN因不同的需要可實(shí)現(xiàn)良好的互補(bǔ)。這也促使無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)會(huì)發(fā)展成為一體化的綜合大型網(wǎng)絡(luò)，從而形成高速率、全覆蓋無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。

3.3 大數(shù)據(jù)管理

隨著移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳輸數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增加，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)，這讓國(guó)際電信聯(lián)盟及無(wú)線電管理部門進(jìn)入了一個(gè)全新的大數(shù)據(jù)管理時(shí)期。

4 結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)通信技術(shù)通過(guò)近百年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人們生產(chǎn)、生活的信息化與便捷化。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)將以更高效化、科學(xué)化及個(gè)性化的服務(wù)提高人們的生活質(zhì)量。未來(lái)，5G網(wǎng)絡(luò)正朝著超高容量、超高速率、超高頻譜利用率、超低功耗等方向發(fā)展，向用戶提供無(wú)縫通信服務(wù)的生態(tài)系統(tǒng)。

[1]張雨，何海浪.淺析移動(dòng)通信發(fā)展歷程及5G關(guān)鍵技術(shù)[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016，(28):26-27.