移動通信的技術發展及應用

郝央紀+劉相如+龍珊

移動通信是當前信息技術領域發展最活躍的分支之一，其在軍事通信中的應用價值正日益凸顯。尤其近來，最為熱門的第三代數字移動通信系統（3G）實現了寬帶數據信息傳輸，使各國信息產業界對發展3G均情有獨衷，一些業界專家尤其對發展3G手機格外青睞。那么何謂3G？它和軍事通信發展有何聯系？還需進一步了解移動通信的技術發展及用途，以給我們帶來更多的便利。

一、第一代移動通信（1G）

所謂1G，英語是一代、世代的意思，中文含義是指第一代移動通信系統。隨著1895年俄國物理學家波波夫發明了世界上首部無線電接收機以來，世界通信技術便揭開了嶄新的一頁，從此人類迎來了利用無線電波進行遠距離通信的新時代。

無線通信與移動通信都是靠無線電波進行通信的，所以它們既有聯系又有區別。移動通信肯定是無線通信，移動通信涵蓋了無線通信的基本技術，但無線通信側重于無線通，而移動通信更注重于移動性，突出動中通、優質通、個人通。正因為如此，移動通信對無線電波頻率的選擇更加謹慎，要求更高，大都選擇超短波以上的工作頻段。從20世紀20年代至40年代初，移動通信就有了初步的發展，不過當時的移動通信使用范圍非常小，主要使用對象是船舶、飛機、汽車等專用移動通信以及運用在軍事通信中，使用的頻段主要是短波段。

人們所稱的第一代移動通信（1G），則是誕生于20世紀70年代至80年代，當時集成電路技術、微型計算機和微處理器技術快速發展，美國貝爾實驗室推出了蜂窩式模擬移動通信系統，使得移動通信真正進入了個人領域。具有代表性的有美國的AMPS系統、英國的TACS系統、北歐的NMT系統、日本的NAMTS系統等。第一代移動通信（1G）以模擬調頻、頻分多址為主體技術，又稱為模擬移動通信。它包括以蜂窩網系統為代表的公用移動通信系統，以集群系統為代表的專用移動通信系統以及無繩電話等。由于受模擬通信體制和技術水平的限制，當時手機就成了俗稱的“磚頭”式“大哥大”。

二、第二代移動通信（2G）

為了使移動通信快速向小型化、便攜化以及個人化方向發展，移動通信采用了數字技術。第二代移動通信（2G）以數字傳輸、時分多址（TDMA）或碼分多址（CDMA）為主體技術，有時也稱數字移動通信。它包括數字蜂窩系統、數字無繩電話系統和數字集群系統等。國際上普遍進入商用和具有典型代表性的數字蜂窩移動通信系統是歐洲的GSM系統和美國的IS-95CDMA系統；典型的數字無繩電話系統有歐洲的DECT系統和日本的PHS系統；典型的數字集群系統有歐洲的TETRA系統、美國MOTOROLA公司的IDEN系統以及歐洲的GSM-R系統。這一時期的移動通信系統是一個不斷完善的過程，已經開始朝著服務優質化，系統大容量化，信息傳輸實時化，控制與交換更加自動化、程控化、智能化的方向發展，其手持機的耗電量、重量、體積已大大縮小，其服務質量也達到了很高的水平。

2G與1G相比，最主要的優點是引入了數字通信技術，使頻譜利用率更高。因為1G采用FDMA方式，即以頻率區分不同的用戶，一個頻段僅能提供一個用戶使用。而2G采用TDMA方式，以時隙區分不同的用戶；或者采用CDMA方式，以正交碼字區分不同的用戶，其特點是頻率和時間資源均為共享，使得通信用戶增加了，系統容量擴大了，頻譜利用率提高了。因此，各國都先后引入了第二代移動通信系統，即GSM系統，并開始廣泛運行，這不僅是世界電信技術發展形勢所趨，而且也是軍民應用領域對移動通信的時代要求。

CDMA是Code Division Multiple Access的縮寫，全稱碼分多址。CDMA數字蜂窩移動通信系統是以碼分多址技術為核心的公用數字蜂窩移動通信系統，又稱碼分多址數字移動通信系統。基于IS-95標準的移動通信系統簡稱為IS-95CDMA系統或Q-CDMA系統，俗稱CDMA網或C網。IS-95標準已經成為CDMA移動通信的核心標準，世界上許多國家都以此為藍本生產和建設碼分多址數字移動通信系統。我國的IS-95CDMA蜂窩移動通信系統主要使用800MHz頻段，其中825-849MHz用于用戶到基站的上行鏈路，870-894MHz用于基站到用戶的下行鏈路，信道帶寬為1.25MHz。系統采用頻分雙工模式（FDD）和CDMA/FDMA的混合接入模式，調制方式為QPSK，話音編碼速率為8Kbps。目前中國聯通使用的上行頻段為825-835MHz，下行頻段為870-880MHz。CDMA數字蜂窩移動網與其它的蜂窩移動網相比，CDMA網具有頻率利用率高、容量大、發射功率低、軟切換、通信質量好、保密性強等許多優點，因而在軍事通信中得到了很好的應用。

三、第三代移動通信（3G）

1G只能提供語音業務服務，2G不僅能提供語音業務服務，而且還能提供文字數據服務，但它們都無能力提供大容量的圖象數據服務，因為傳輸圖象信息需要綜合化、寬帶化的信息通道。于是，人們開始開發第三代移動通信系統（3G）。所謂3G，是將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合起來的新一代移動通信系統，這種系統能夠處理圖像、音樂、視頻播放、提供網頁瀏覽、電話會議、電子商務等綜合信息服務。它要求無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度，也就是說在室內、室外和行車的環境中都能夠分別支持至少2Mbps、384Kbps以及144Kbps的傳輸速度。而3G手機完全是通信技術和計算機技術相融合的高科技產物，和此前的手機相比，其差別實在是太大了。因此，越來越多的人開始稱呼這類新的移動通信產品為“個人通信終端”。

3G手機有一個超大的彩色顯示屏，可采用觸摸式。3G手機除了能完成高質量的日常通信外，還能進行多媒體通信，用戶可以在3G手機的觸摸顯示屏上直接寫字、繪圖，并將其傳送給另一部手機，而所需的時間幾乎不到一秒鐘。當然，也可以將這些信息傳送給一臺電腦，或從電腦中下載某些信息；用戶還可以用3G手機直接上網，查看電子郵件或瀏覽網頁；還有不少型號的3G手機自帶攝像頭，這將使用戶可以利用手機進行電腦會議，甚至使數碼相機成為一種“多余”。

3G移動通信以提供移動多媒體業務為主要特征，能夠提供目前只有固定接入才能實現的更先進的通信業務和“全球漫游”，從而為全球移動用戶開創更廣泛的市場，挖掘更大的用戶設備通用潛力，大大提高經濟和軍事效益。3G通信是移動通信市場經歷了第一代模擬技術移動通信業務的引入，在第二代數字移動通信市場蓬勃發展中被提上日程的。在當今Internet數據業務不斷升溫的熱潮中，在多媒體數據固定接收速率不斷提升的背景下，3G移動通信系統已經展示了未來發展的曙光，因此為各國所關注。

四、第四代移動通信（4G）

20世紀末出現的因特網標志著人類社會進入了一個嶄新的信息時代。在這個時代，人們對信息的需求急劇增加，信息量像原子裂變一樣呈爆炸式增長，傳統的通信技術已很難滿足不斷增長的通信容量的需求，于是一些新興的通信技術開始孕育而生。但是，由于各個通信商家的利益得不到很好的協調，這些新興的通信技術如今已被分化成了幾大陣營。然而，統一的呼聲日高，目前相互兼容的移動通信技術——第四代移動通信標準（亦稱后三代移動通信標準）已在業界萌動。

而今，3G移動通信的高速發展正在引領軍事通信的新變革，將會有效地解決軍事通信系統綜合集成的許多關鍵問題，從而為實現未來軍事聯合作戰一體化、信息化、可視化、遠程化、小型化、機動化和高效化開辟廣闊前景。endprint