淺談移動通信技術的演進及發展

【摘要】 隨著科學技術發展，移動通信也得到迅猛的發展和應用 。本文論述移動通信技術的演進及發展，移動通信的誕生、第一代模擬移動通信、第二代數字移動通信、第2.5代數字移動通信、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、制式及特點。

【關鍵詞】 移動通信 技術 演進 發展

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

目前在中國，移動通信技術經歷了第一代以語音為主的模擬移動通信技術、第二代數字的以語音和短信為主的窄帶移動通信技術、第三代以數據互聯網業務和多媒體業務為目的的寬帶移動通信技術，到第四代以高速寬帶的多媒體業務為主 LTE技術也已經商用，第五代移動通信技術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頻段的警車無線調度系統.其工作于單工或半雙工方式。40年代至60年代后期，發展了一些具有撥號、半雙工功能的移動通信系統。這種系統實現較容易，但同頻系統必須距離足夠遠，使同頻干擾電平遠低于接收機的接收門限.而且整個系統沒有頻率復用，支持的同時工作的 用戶數量有限，因此，系統存在容量受限、系統功能薄弱、頻率利用率低和質量差等局限性。1971年貝爾實驗室論證了蜂窩系統的可行性后，各國對蜂窩移動通信系統進行了深入研究，從而進入蜂窩移動通信系統的發展階段。

二、第一代移動通信系統（1G）

1971年2月，FCC接受Bell公司建立蜂窩移動通信系統的建議，在850 MHz頻段提供了 40 MHz頻譜資源。在1978年安裝，1983年開始商業服務。在20世紀80年代演變成了美國模擬系統的國家標準。同時，基于不同標準的其他模擬蜂窩移動通信系統也得到了很大的發展，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的主要技術是模擬調頻、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特點是業務量小、質量差、安全性差、沒有加密和速度低，主要基于蜂窩結構組網，不同國家采用不同的工作系統。其具有代表性的終端設備就是“大哥大”，只能完成語音業務。

三、第二代移動通信系統（2G）

90年代起，隨著數字技術的發展，加上模擬系統在擴充信道容量時所遇到的系統精確控制、昂貴的系統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字系統作為第二代移動通信系統的基準。數字技術的引進最大的優點是他的抗干擾能力和潛在的大容量。

從1G到2G是數字技術的革命，它具有多種不同的系統標準，如GSM，IS-95CDMA，PDC和IS-136TDMA等，GSM（全球移動系統）移動通信系統由歐洲于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）技術鑒別用戶，傳輸時使用時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA×1）技術增加網絡中信息的傳輸量，但它不能實現全球無縫漫游。

四、第2.5代移動通信系統（2.5G）

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

五、第三代移動通信系統（3G）

第三代移動通信系統（3G），也稱IMT？2000，開始于20世紀90年代末。3G統一不同的移動技術標準，使用較高的頻帶和CDMA技術傳輸數據來支持多媒體業務，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，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據通信，可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業務，如高 速 數 據、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（4G）

它包括寬帶無線固定接入，寬帶無線局域網（WLAN），移動寬帶系統和互操作的廣播網絡。可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶網絡中提供無線服務，可以在任何地方寬帶接入互聯網包括衛星通信和平流層通信，能夠提供定時定位、數據采集、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網絡技術和無線LAN系統為一體，是多種無線技術的綜合系統。

目前國際主要4G標準技術為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權的新一代移動通信技術。2013年，中國已經發放了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作為無線網絡演進的標準，改進并且增強了3G的空中接入技術。這些技術的運用，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移動通信技術的特點：（1）大容量：4G系統的容量至少是3G系統的10倍。（2）速度快： 4G系統下的最高速率將達100Mbps，移動終端下載文件的速度比3G系統快得多。（3）真實感：4G移動通信系統能夠提供150Mb/s的高質量的影像多媒體業務，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的4G通信系統對信道條件不同的各種復雜環境進行正常的發送與接收，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。對于室內環境，由于要提供高速傳輸，小區的半徑會更小。

七、結束語

移動通信發展到今天，盡管還沒有實現全球完全兼容的標準以及理想的傳輸速率和容量，但是，隨著相關技術的發展，如全IP、蜂窩、衛星、WLAN，Bluetooth、 OFDM、智能天線 、軟件無線電等，未來的移動通信系統定能實現“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. 數字蜂窩移動通信系統[M]. 電子工業出版社. 1997

[2] 羅凌等. 第三代移動通信技術與業務[M]. 人民郵電出版社. 2005

[3] 談振輝. 移動通信新技術發展趨勢[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年畢業于北京郵電大學，獲電子與信息專業碩士學位，現就職于遼寧郵電規劃設計院有限公司，高級工程師，多年從事移動通信和數據通信領域的網絡規劃、設計和研究。endprint