淺論我國(guó)現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)

張博

【摘 要】伴隨著全球迅猛發(fā)展的高科技， 電信業(yè)必將成為二十一 世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)的火車(chē)頭，現(xiàn)代通信技術(shù)正發(fā)生著百年未遇的巨大變化。本文介紹了第三代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，最后展望了未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

【關(guān) 鍵 詞】移動(dòng)通信 3G通信 通信技術(shù)

【中圖分類(lèi)號(hào)】TN929.5【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）02-0183-01

伴隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)的快速發(fā)展，用戶對(duì)更高性能的移動(dòng)通信系統(tǒng)提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商發(fā)展速度趨于緩和而競(jìng)爭(zhēng)越加激烈，為尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)，通過(guò)發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)提高自身的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)類(lèi)型，需要3G的支持。同時(shí)由于第二代移動(dòng)通信無(wú)線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長(zhǎng)期的通信需求發(fā)展需要。

1、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程

第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是在20世紀(jì)80年代初提出的，它完成于20世紀(jì)90年代初。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)?，其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒(méi)有加密和速度低。

第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G）起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)在1996 年提出了GSM Phase 2+，目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSM Phase 1及Phase 2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL（客戶化應(yīng)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯），SO（支持最佳路由）、立即計(jì)費(fèi)，GSM 900/1800雙頻段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù)，使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn)；半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 階段中，采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù)，引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù)，有效地克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM 系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應(yīng)語(yǔ)音編碼（AMR）技術(shù)的應(yīng)用，極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量；GPRS/EDGE技術(shù)的引入，使GSM與計(jì)算機(jī)通信/Internet有機(jī)相結(jié)合，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)115/384kbit/s，從而使GSM功能得到不斷增強(qiáng)，初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源己接近枯竭，語(yǔ)音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通信速率太低，無(wú)法在真正意義上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。

2、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述

第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)主要是話音和中低速數(shù)據(jù)， 碼率為384 kb/ s（局域網(wǎng)可達(dá)2 Mb/s），因而可傳送比目前GSM （第二代移動(dòng)通信） 更高碼率的信息。隨著多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展，2 Mb/s 的碼率將越來(lái)越不能滿足用戶各種新的寬帶業(yè)務(wù)的需要， 因此國(guó)際上已開(kāi)始研究第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)， 第一步目標(biāo)是10 Mb/s 以上。我們國(guó)內(nèi)則尚未啟動(dòng)。因此需盡早開(kāi)始研究其關(guān)鍵技術(shù)。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有： 寬帶多媒體移動(dòng)通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)， 包括頻段、多址方法、無(wú)線接入技術(shù)、軟件無(wú)線電的硬件和軟件、多載波調(diào)制和OFDM 技術(shù)、自適應(yīng)天線陣、高效信道編碼技術(shù)（如Turbo 碼）等。

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G），也稱(chēng)IMT2000，是正在全力開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號(hào)處理技術(shù)，智能信號(hào)處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信，它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù)，例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時(shí)最大為2 M b p s，在用戶高速移動(dòng)時(shí)最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz 左右。但是，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個(gè) IMT 2000家庭，成員間存在相互兼容的問(wèn)題，因此已有的移動(dòng)通信系統(tǒng)不是真正意義上的個(gè)人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2Mbps 的業(yè)務(wù)，等等。這些不足點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)未來(lái)移動(dòng)通信發(fā)展的需要，因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問(wèn)題，又能適應(yīng)未來(lái)移動(dòng)通信的需求的新技術(shù)（即新一代移動(dòng)信：next generation mobile communication）是必要的。

第三代移動(dòng)通信技術(shù)的基本特點(diǎn)：（1）全球統(tǒng)一頻段，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全球無(wú)縫覆蓋和漫游。（2）頻譜利用率高。（3）在144kbps（最好能在384kbps）能達(dá)到全覆蓋和全移動(dòng)性，還能提供最高速率達(dá)2Mbps的多媒體業(yè)務(wù)。（4）支持高質(zhì)量話音、分組多媒體業(yè)務(wù)和多用戶速率通信。（5）有按需分配帶寬和根據(jù)不同業(yè)務(wù)設(shè)置不同服務(wù)等級(jí)的能力。（6）適應(yīng)多用戶環(huán)境，包括室內(nèi)、室外、快速移動(dòng)和衛(wèi)星環(huán)境。（7）安全保密性能優(yōu)良。（8）便于從第二代移動(dòng)通信向第三代移動(dòng)通信平滑過(guò)渡。（9）可與各種移動(dòng)通信系統(tǒng)融合，包括蜂窩、無(wú)繩電話和衛(wèi)星移動(dòng)通信等。（10）終端（手機(jī)）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于攜帶，價(jià)格較低。

3、第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)

4G系統(tǒng)中有兩個(gè)基本目標(biāo)：一是實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信全球覆蓋；二是提供無(wú)縫的高質(zhì)量無(wú)線業(yè)務(wù)。目前正在構(gòu)思中的4G通信具有以下特征：（1）網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬。要想使4G通信達(dá)到100Mbps的傳輸速率，通信運(yùn)營(yíng)商必須在3G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于WCDMA 3G網(wǎng)絡(luò)的20倍；（2）通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動(dòng)終端訪問(wèn)Internet的速率，因此，4G通信最顯著的特征就是它有更快的無(wú)線傳輸速率。據(jù)專(zhuān)家估計(jì)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳輸速率速率可以達(dá)到10M～20Mbps，最高可以達(dá)到100Mbps；（3）通信更加靈活。從嚴(yán)格意義上說(shuō)，4G手機(jī)的功能已不能簡(jiǎn)單劃歸“電話機(jī)”的范疇，因?yàn)檎Z(yǔ)音數(shù)據(jù)的傳輸只是4G移動(dòng)電話的功能之一而已。而且4G手機(jī)從外觀和式樣上看將有更驚人的突破，可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端；（4）智能性更高。第四代移動(dòng)通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化，更重要的是4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多目前還難以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信盡快地被人們接收，還應(yīng)該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過(guò)渡到4G通信。因此，從這個(gè)角度來(lái)看，4G通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游、接口開(kāi)放、能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、終端多樣化以及能從3G平穩(wěn)過(guò)渡等特點(diǎn)。

總之，隨著新問(wèn)題、新要求的不斷出現(xiàn)， 第四代移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)相應(yīng)地調(diào)整、完善和進(jìn)一步發(fā)展。縱觀移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)律和第四代通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，我們相信，不遠(yuǎn)的將來(lái)，人們將不受時(shí)間、地點(diǎn)限制，可以自由自在地利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)獲取和傳遞信息。從而人們的學(xué)習(xí)、工作、生活將會(huì)發(fā)生更深刻的變化。