移動通信與5G技術

李浩宇 重慶市育才中學校

1 移動通信的發展歷程

1.1 早期發展

無線通信的早期應用可以追溯到中國古代，兩千年前的周朝就有了利用烽火傳遞信息。1895年，“無線電之父”伽利爾摩.馬可尼在意大利實現了1.5英里的莫爾斯電報試驗，開創了無線電通信領域的先河。

1.2 廣泛普及

在20世紀50年代，隨著半導體、集成電路的相繼問世，電信技術和信息技術的發展推動了移動通信技術進入了“模擬”通信時代，并于1983年美國開始了1G時代的移動通信。1991年，歐洲開通了第一個GSM系統，從此開啟了2G時代。GSM系統開始使用SIM卡進行用戶身份識別，意味著數字無線通信時代的到來。1993年，CDMA蜂窩系統由美國高通(Qualcomm)公司研發成功，并被采納為北美數字蜂窩移動通信標準。在穩定發展階段中，模擬和數字技術的出現，加快了移動通信在大眾人群中的普及并提高了人與人之間的通話質量。

1.3 快速革新

進入2000年，隨著CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA系統的相繼問世，標志著全球進入3G時代；2014年，4G經過多次測試已在全球開始大規模商業化普及，標志著全球正式進入了4G時代。龐大的用戶人群及非語音業務的急劇增加，導致有限的頻譜資源與不斷增長的無線通信業務需求之間的矛盾帶來挑戰，促使無線通信理論與技術向前發展。在快速發展階段中，多媒體通信技術等的出現，加快了大數據業務在移動通信中的普及進程。

2 5G移動通信

5G是面向2020年以后移動通信需求而發展的新一代移動通信系統。根據移動通信的發展規律，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移動通信提高一個量級或更高，其無線覆蓋性能、傳輸時延、系統安全和用戶體驗也將得到顯著的提高。未來5G系統還須具備充分的靈活性，具有網絡自感知、自調整等智能化能力，以應對移動信息社會難以預計的快速變化。

當前技術發展正處于新的變革時期，5G技術發展呈現出新的如下特點：

（1）在推進技術變革的同時將更加注重用戶體驗。網絡平均吞吐速率、傳輸時延以及虛擬現實、3D、交互式游戲等支撐能力等將成為衡量5G系統性能的關鍵指標。

（2）在體系構架上尋求系統性能的大幅度提高。5G系統研究將不僅把經典技術作為核心目標，而是從多點、多用戶、多天線、多小區協作組網作為突破的重點。

（3）室內移動通信業務占據應用的主導地位。5G室內無線覆蓋性能及業務支撐能力將作為系統優先設計目標，從而改變傳統移動通信系統“大范圍覆蓋”的設計理念。

（4）高頻段頻譜資源的應用。無線與有線的融合、光載無線組網等技術將被更為普遍地應用。

（5）可“軟”配置的5G無線網絡。運營商可根據業務流量的動態變化實時調整網絡資源，有效地降低網絡運營的成本和能源的消耗。

3 移動通信的發展歷程

移動通信從無到有、從簡單到復雜、從機械到智能的過程，正是預示著信息個性化、網絡智能化、大數據化的時代的來臨。從21世紀初到如今，無線通信的信息速率和通信質量以有很大提升，移動通信已發展到目前的第四代的“長期演進”；目前，4G已經進入規模商用階段，5G已經成為了全球移動通信產業研發的重點。現代無線通信將向以下幾個方面發展：

3.1 信息個性化

目前智能手機、平板、無線電腦等終端在生活中被廣泛應用，個性化的信息需求已經呈現出強烈的市場前景，多媒體數據與網絡虛擬經濟正以前所未有的速度深入到消費者的日常生活中這將促使無線通信技術將面向個性化、個體化的方向發展。

3.2 網絡互補與融合

21世紀前十年無線通信中各個網絡具有不同的應用領域，不同的標準，短期內將會共存發展，但也因各自需要將會實現互補。例如，4G網絡與WLAN因不同的需要可實現良好的互補。這也促使無線通信網絡在未來會發展成為一體化的綜合大型網絡，從而形成高速率、全覆蓋無線通信網絡。

3.3 大數據管理

隨著移動通信、物聯網的發展，傳輸數據的爆發式增加，無線通信網絡將產生龐大的數據，這讓國際電信聯盟及無線電管理部門進入了一個全新的大數據管理時期。

4 結束語

移動通信技術通過近百年的發展，現在已經實現了人們生產、生活的信息化與便捷化。隨著大數據時代的到來，無線通信技術將以更高效化、科學化及個性化的服務提高人們的生活質量。未來，5G網絡正朝著超高容量、超高速率、超高頻譜利用率、超低功耗等方向發展，向用戶提供無縫通信服務的生態系統。

[1]張雨，何海浪.淺析移動通信發展歷程及5G關鍵技術[J].科技經濟導刊，2016，(28):26-27.