浅谈移动通信技术的演进及发展

【摘要】 随着科学技术发展，移动通信也得到迅猛的发展和应用 。本文论述移动通信技术的演进及发展，移动通信的诞生、第一代模拟移动通信、第二代数字移动通信、第2.5代数字移动通信、第三代宽带移动通信及第四代高速宽带移动通信所采用的技术、制式及特点。

【关键词】 移动通信 技术 演进 发展

随着科学技术发展，通信技术也得到迅猛的发展和应用，在推动社会经济的同改变了人们的生活方式。移动通信特别是蜂窝小区的发展，使用户实现完全的个人移动性、可靠的传输手段和接续方式，逐渐演变成社会进步必不可少的工具。

目前在中国，移动通信技术经历了第一代以语音为主的模拟移动通信技术、第二代数字的以语音和短信为主的窄带移动通信技术、第三代以数据互联网业务和多媒体业务为目的的宽带移动通信技术，到第四代以高速宽带的多媒体业务为主 LTE技术也已经商用，第五代移动通信技术正在大力的研究和试验中。

一、移动通信的诞生

移动通信诞生于20世纪初，在20世纪40年代以前，初步进行一些传播性测试并在短波的几个频段上进行通信应用，如20年代初的2MHz频段的警车无线调度系统.其工作于单工或半双工方式。40年代至60年代后期，发展了一些具有拨号、半双工功能的移动通信系统。这种系统实现较容易，但同频系统必须距离足够远，使同频干扰电平远低于接收机的接收门限.而且整个系统没有频率复用，支持的同时工作的 用户数量有限，因此，系统存在容量受限、系统功能薄弱、频率利用率低和质量差等局限性。1971年贝尔实验室论证了蜂窝系统的可行性后，各国对蜂窝移动通信系统进行了深入研究，从而进入蜂窝移动通信系统的发展阶段。

二、第一代移动通信系统（1G）

1971年2月，FCC接受Bell公司建立蜂窝移动通信系统的建议，在850 MHz频段提供了 40 MHz频谱资源。在1978年安装，1983年开始商业服务。在20世纪80年代演变成了美国模拟系统的国家标准。同时，基于不同标准的其他模拟蜂窝移动通信系统也得到了很大的发展，具有代表性的是英国的TACS、日本的NAMTS、北欧的NMT。第一代移动通信系统的主要技术是模拟调频、频分多址，以模拟方式工作，使用频段为800/900 MHz。第一代模拟移动通信系统特点是业务量小、质量差、安全性差、没有加密和速度低，主要基于蜂窝结构组网，不同国家采用不同的工作系统。其具有代表性的终端设备就是“大哥大”，只能完成语音业务。

三、第二代移动通信系统（2G）

90年代起，随着数字技术的发展，加上模拟系统在扩充信道容量时所遇到的系统精确控制、昂贵的系统投资以及抗干扰等问题，一些世界性的标准委员会选择了将数字系统作为第二代移动通信系统的基准。数字技术的引进最大的优点是他的抗干扰能力和潜在的大容量。

从1G到2G是数字技术的革命，它具有多种不同的系统标准，如GSM，IS-95CDMA，PDC和IS-136TDMA等，GSM（全球移动系统）移动通信系统由欧洲于80年代中后期率先提出，是目前使用最普遍的一种标准，使用900MHz和1800MHz两个频带，采用用户识别模块（SIM）技术鉴别用户，传输时使用时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA×1）技术增加网络中信息的传输量，但它不能实现全球无缝漫游。

四、第2.5代移动通信系统（2.5G）

第2.5代移动通信系统是2G向3G发展过程的中间过渡，它是2G的扩展和增强版，通用无线分组业务（GPRS）以看做在2G和3G之间移动通信技术发展的过渡阶段，能够使移动设备发送和接收电子邮件及图片信息，其常用速度为115kbit/s，通过使用增强数据率的GSM（EDGE）最大速率可达384kbit/s，而典型的GSM数据传输率为9.6kbit/s。

五、第三代移动通信系统（3G）

第三代移动通信系统（3G），也称IMT？2000，开始于20世纪90年代末。3G统一不同的移动技术标准，使用较高的频带和CDMA技术传输数据来支持多媒体业务，它工作在2000MHz频段，主要特点是高速率、高频谱利用率、高服务质量、低成本和高保密性等，其最基本特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持语音和多媒体数据通信，可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，如高 速 数 据、慢 速 图 像与电视图像等。3G的三种国际标准分别是：WCDMA（欧洲标准），CDMA2000（也称美国标准）和TD-SCDMA（中国标准）。

六、第四代移动通信系统（4G）

它包括宽带无线固定接入，宽带无线局域网（WLAN），移动宽带系统和互操作的广播网络。可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带网络中提供无线服务，可以在任何地方宽带接入互联网包括卫星通信和平流层通信，能够提供定时定位、数据采集、远程控制等综合功能。此外，4G基于宽带IP，以无缝接入融合方式，完全利用分组交换方式传输，集3G网络技术和无线LAN系统为一体，是多种无线技术的综合系统。

目前国际主要4G标准技术为LTE（Long Term Evolution ），LTE又分为FDD-LTE和TDD-LTE两种制式。其中TDD-LTE 是中国提出的具有自主知识产权的新一代移动通信技术。2013年，中国已经发放了4G的TDD-LTE制式的牌照，其中中国移动为1880-1900MHZ、2320-2370MHz、2575-2635MHz，带宽130MHz，中国联通为2300-2320MHz、2555-2575MHz，共计带宽40MHz，中国电信为2370-2390MHz、2635-2655MHz，共计带宽40MHz。

LTE通过采用OFDM和MIMO作为无线网络演进的标准，改进并且增强了3G的空中接入技术。这些技术的运用，使得其在20MHz频谱带宽的情况下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。

4G移动通信技术的特点：（1）大容量：4G系统的容量至少是3G系统的10倍。（2）速度快： 4G系统下的最高速率将达100Mbps，移动终端下载文件的速度比3G系统快得多。（3）真实感：4G移动通信系统能够提供150Mb/s的高质量的影像多媒体业务，把高清晰度的视频图像实时地传送给移动终端用户，使用户生身临其境的感觉。（4）智能化：采用智能信号处理技术的4G通信系统对信道条件不同的各种复杂环境进行正常的发送与接收，具有很强的智能性、适应性和灵活性。（5）良好的覆盖性能：4G移动通信系统具有良好的覆盖能力并能提供高速可变速率传输。对于室内环境，由于要提供高速传输，小区的半径会更小。

七、结束语

移动通信发展到今天，尽管还没有实现全球完全兼容的标准以及理想的传输速率和容量，但是，随着相关技术的发展，如全IP、蜂窝、卫星、WLAN，Bluetooth、 OFDM、智能天线 、软件无线电等，未来的移动通信系统定能实现“任何人（Whoever）在任何地点（Wherever）、任何时间（Whenever）可以同任何对方（Whomever）进行任何形式（Whatever）的5W通信”这一目标。

参 考 文 献

[1] 赵荣黎. 数字蜂窝移动通信系统[M]. 电子工业出版社. 1997

[2] 罗凌等. 第三代移动通信技术与业务[M]. 人民邮电出版社. 2005

[3] 谈振辉. 移动通信新技术发展趋势[J]. 中国移动通信. 2005

作者简介：

姜日敏，男，1969年1月，辽宁省盖州市人，1991年毕业于北京邮电大学，获电子与信息专业硕士学位，现就职于辽宁邮电规划设计院有限公司，高级工程师，多年从事移动通信和数据通信领域的网络规划、设计和研究。endprint