無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

薄建濤

（山西信息規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030012）

無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

薄建濤

（山西信息規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030012）

現(xiàn)階段，隨著大量新式無(wú)線通信技術(shù)的投入使用，無(wú)線通信行業(yè)煥發(fā)出了巨大的活力。近年來(lái)，用戶對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的要求愈來(lái)愈高，希望通信模式能夠更加多元化、多維化，通信服務(wù)更具人性化與個(gè)性化特征。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)理論知識(shí)，在文章中研究了無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀并分析技術(shù)的前行趨勢(shì)，供有關(guān)人員參考借鑒。

無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)；現(xiàn)狀；趨勢(shì)

隨著科技水平的不斷提高，中國(guó)無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)步顯著。我國(guó)擁有世界上最大的移動(dòng)通信用戶群體，所以無(wú)線移動(dòng)通信領(lǐng)域擁有巨大的發(fā)展契機(jī)，同時(shí)也面臨著較大的壓力，必須不斷地改進(jìn)舊技術(shù)、引進(jìn)與發(fā)明新技術(shù)，如此方能最大程度地確保通信技術(shù)的實(shí)用性與時(shí)效性。得益于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支撐技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)線通信領(lǐng)域獲得了跨越式的發(fā)展，通過(guò)積極地推出新的通信技術(shù)模式而深刻地改變了人們的生活。

1　無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展史

1.1 前一代移動(dòng)通信系統(tǒng)

前一代移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)用了AM調(diào)幅技術(shù)，在警事領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。在20世紀(jì)40到50年代中，人工續(xù)接移動(dòng)電話系統(tǒng)的投入使用引起了廣泛的社會(huì)反響。人工續(xù)接移動(dòng)電話系統(tǒng)應(yīng)用了FM調(diào)頻技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在當(dāng)時(shí)比較先進(jìn)。人工續(xù)接移動(dòng)電話系統(tǒng)使用了150MHZ與450MHZ的工作頻段。

貝爾實(shí)驗(yàn)室是現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)源地，在無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的革新過(guò)程中發(fā)揮了極為重要的作用。20世紀(jì)40年代末，貝爾實(shí)驗(yàn)室率先提出了蜂窩網(wǎng)的理論體系，為新一代無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的誕生打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 第一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)

業(yè)界將20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的第一代模擬蜂窩網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)稱作第一代網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，也就是人們口中的1G通信系統(tǒng)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)由美國(guó)率先在軍事領(lǐng)域應(yīng)用，幾年后美國(guó)移動(dòng)通信公司獲得了政府的批準(zhǔn)，正式將第一代移動(dòng)通信技術(shù)商用化。客觀上看，第一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)具有較多的缺陷，其中包括系統(tǒng)容量小、維護(hù)工作復(fù)雜低效等，不過(guò)也不能就此否認(rèn)1G通信技術(shù)在移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展史上的重要貢獻(xiàn)。

1.3 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)

第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)就是所謂的2G通信技術(shù)，在3G技術(shù)出現(xiàn)前，2G技術(shù)是移動(dòng)通信領(lǐng)域普遍應(yīng)用的一類通信技術(shù)。第二代移動(dòng)通信技術(shù)誕生于20世紀(jì)90年代，GSM，DAMPS等是2G通信系統(tǒng)的主要構(gòu)成成分。與第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)擁有更為良好的性能，通信穩(wěn)定性與信息傳輸速度更佳，這得益于FDMA與TDMA技術(shù)的應(yīng)用。

總體上看，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)具有保密性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用也使系統(tǒng)具備了數(shù)字化的特征。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)在業(yè)務(wù)處理與擴(kuò)展等方面表現(xiàn)出色，在中國(guó)乃至世界移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展史上占有里程碑式的地位。

1.4 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)便是3G。3G移動(dòng)通信模式自誕生以來(lái)便受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，引起了巨大的社會(huì)反響。相較于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度更快，相同時(shí)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也更大，這是因?yàn)榈谌苿?dòng)通信系統(tǒng)采用了最新的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，技術(shù)層面的設(shè)計(jì)明顯優(yōu)于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)。

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)支持全球范圍內(nèi)的無(wú)線漫游，在音樂(lè)、圖像以及視頻等信息因素處理上表現(xiàn)頗佳。除此之外，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的信息服務(wù)更加全面豐富，包含電子商務(wù)服務(wù)、語(yǔ)音天氣預(yù)報(bào)服務(wù)、網(wǎng)頁(yè)瀏覽服務(wù)以及視頻交互服務(wù)等。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，今天3G網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)含有多類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，分別是TD-SCDMA，WCDMA，WIMAX以及CDMA2000。

2　無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展方向

2.1 業(yè)務(wù)多樣化

目前，我國(guó)無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭良好，移動(dòng)通信業(yè)務(wù)較為豐富。在過(guò)去，由于技術(shù)上的局限，國(guó)內(nèi)無(wú)線移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)種類非常單一，運(yùn)營(yíng)商基本上只能為用戶提供語(yǔ)音服務(wù)。今天，各大通信運(yùn)營(yíng)商能夠?yàn)橛脩籼峁└迂S富的業(yè)務(wù)，包括上網(wǎng)服務(wù)、語(yǔ)音通話服務(wù)以及視頻交互服務(wù)等，從而極大地提升了通信服務(wù)質(zhì)量。

近年來(lái)，射頻識(shí)別以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步迅速，無(wú)線移動(dòng)通信業(yè)務(wù)模式發(fā)生了深層次的轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)模式更加多樣化，運(yùn)營(yíng)商不僅提供人與人之間的通信服務(wù)，同時(shí)也非常重視發(fā)展機(jī)器與機(jī)器之間、人與機(jī)器之間的信息業(yè)務(wù)，從而促使無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，為移動(dòng)通信全面智能化的工作創(chuàng)造了良好的技術(shù)環(huán)境。

2.2 傳輸寬帶化

目前，傳輸寬帶化是無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。應(yīng)當(dāng)看到，不斷地提升信息傳遞速度是移動(dòng)通信技術(shù)人員永恒的追求。在4G通信技術(shù)出現(xiàn)前，通信數(shù)據(jù)傳輸效率一般停留在kb/s的量級(jí)，而隨著社會(huì)的高速發(fā)展，用戶對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度的要求愈來(lái)愈高，所以運(yùn)營(yíng)商必須要積極改進(jìn)通信技術(shù)架構(gòu)，不斷地提升通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力。

就目前狀況而言，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)具備實(shí)現(xiàn)Gb/s量級(jí)的通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，顯著地改善了用戶的通信與上網(wǎng)體驗(yàn)。數(shù)據(jù)傳輸速率的提升可能引發(fā)潛藏的問(wèn)題，因此運(yùn)營(yíng)商需要做好通信風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估與處理工作，充分保障用戶的通信安全。

2.3 網(wǎng)絡(luò)泛在化

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是無(wú)處不在的，人們可以利用這一點(diǎn)來(lái)強(qiáng)化人與周邊環(huán)境的聯(lián)系。事實(shí)上，許多有遠(yuǎn)見(jiàn)的科學(xué)家早已開(kāi)始了網(wǎng)絡(luò)泛在化研究。在20世紀(jì)90年代初期，國(guó)外科學(xué)家給出了泛在計(jì)算的先進(jìn)概念并設(shè)計(jì)了技術(shù)指導(dǎo)理論體系。隨后，日本與韓國(guó)宣布成功建立了泛在通信網(wǎng)絡(luò)。

在2004年，中國(guó)通信技術(shù)人員發(fā)表了移動(dòng)泛在化業(yè)務(wù)環(huán)境理論觀點(diǎn)，指出要開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)融合工作，不斷地強(qiáng)化通信終端的智能技術(shù)。無(wú)線移動(dòng)通信的泛在化在短期內(nèi)有望實(shí)現(xiàn)，各大運(yùn)營(yíng)商都在加強(qiáng)對(duì)通信技術(shù)架構(gòu)的改進(jìn)，與此同時(shí)，移動(dòng)終端生產(chǎn)廠家也在不斷地提升產(chǎn)品的智能化程度，通過(guò)硬件優(yōu)化與后期軟件升級(jí)工作來(lái)強(qiáng)化移動(dòng)終端的性能，從而使終端設(shè)備更加適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)泛在化工作的各類要求［1］。

2.4 體制并存化

在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，無(wú)線通信領(lǐng)域中只存在著一種通信體制，而隨著技術(shù)的進(jìn)步與通信理論的不斷更新，業(yè)界已經(jīng)形成了多種通信體制共存，能夠豐富用戶選擇，促進(jìn)無(wú)線電等技術(shù)發(fā)展的共識(shí)?，F(xiàn)階段，3G通信模式中便包含了多種不同的通信體制，一些智能化移動(dòng)設(shè)備上已經(jīng)存在多種通信體制，給用戶更多的選擇，相信在不久的未來(lái)，信息終端設(shè)備上將同時(shí)存在更多的通信體制。

3　寬帶無(wú)線接入技術(shù)的變革

3.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

現(xiàn)階段，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用極其廣泛，WLAN技術(shù)能夠給予用戶絕佳的上網(wǎng)體驗(yàn)，并顯著地降低用戶的通信與上網(wǎng)成本。目前，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)的語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)產(chǎn)生了巨大的沖擊，而隨著新型無(wú)線上網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，無(wú)線上網(wǎng)以及通信將變得愈來(lái)愈迅捷、愈來(lái)愈便利。

3.2 McWILL的發(fā)展

McWILL是一種基于SCDMA的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)融寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)為一體的通信產(chǎn)品。現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的McWILL系統(tǒng)主要由塔頂放大器、寬帶基站、系統(tǒng)網(wǎng)管以及無(wú)線寬帶終端等因素構(gòu)成。系統(tǒng)應(yīng)用了先進(jìn)的多載波技術(shù)，在通信數(shù)據(jù)傳輸與覆蓋等方面的工作表現(xiàn)較為優(yōu)異。當(dāng)前，SCDMA無(wú)線接入系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，各類通信產(chǎn)品的商用化程度逐漸提升，相信在未來(lái)SCDMA無(wú)線接入系統(tǒng)能夠分得較大的通信市場(chǎng)蛋糕［2］。

3.3 WiMAX的發(fā)展

WiMAX的中文譯名為全球微波接入互操作性技術(shù)，該技術(shù)是基于IEEE802 16的一類無(wú)線寬帶技術(shù)。WiMAX技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)的主要標(biāo)志是2006年韓國(guó)的KT公司啟動(dòng)了基于802.16e標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線寬帶互聯(lián)網(wǎng)。目前，WiMAX技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r良好，在移動(dòng)通信終端與計(jì)算機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用越來(lái)越多。然而也應(yīng)當(dāng)看到，WiMAX技術(shù)也存在著一些較為尖銳的問(wèn)題，其中包括市場(chǎng)地位不清、運(yùn)營(yíng)模式不完善等問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)各大通信運(yùn)營(yíng)商將主要精力置于3G以及4G技術(shù)研究上，短期內(nèi)應(yīng)該不會(huì)大力發(fā)展WiMAX技術(shù)。

4　4G技術(shù)的發(fā)展

毫無(wú)疑問(wèn)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）是目前最受人矚目的通信系統(tǒng)之一。4G技術(shù)能夠極為有效地提升用戶的通信與上網(wǎng)體驗(yàn)，尤其是在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方面，4G技術(shù)相較于其他的通信技術(shù)有著無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。2009年是通信技術(shù)發(fā)展史上的重要一年，該年國(guó)際電信聯(lián)盟在德國(guó)召開(kāi)會(huì)議，收集來(lái)自世界各國(guó)的第四代移動(dòng)通信方案。中國(guó)4G技術(shù)研究在世界上處于領(lǐng)先地位，為國(guó)際電信聯(lián)盟提供了許多通信技術(shù)方案，極大地促進(jìn)了第四代無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展［3］。

中國(guó)在2006年建立了旨在促進(jìn)無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)快速進(jìn)步的科技專項(xiàng)工程。第四代無(wú)線通信系統(tǒng)中，IMTAdvanced技術(shù)在LTE技術(shù)日益成熟的背景下獲得進(jìn)了一步增強(qiáng)，該技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較高程度的商業(yè)化，能夠?yàn)橛脩籼峁└咝А⒈憷囊苿?dòng)服務(wù)?，F(xiàn)階段，IMT-Advanced技術(shù)研究的主要方向是提升技術(shù)的通用性以及強(qiáng)化通信系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)的漫游能力。早前，中國(guó)電信提出了“天翼4G+”以及中國(guó)聯(lián)通提出“沃4G+”概念，這是一種以載波聚合為核心的新型4G業(yè)務(wù)。載波聚合技術(shù)的應(yīng)用，促使“4G+”業(yè)務(wù)中的網(wǎng)絡(luò)下載速度得到了顯著的提升，用戶體驗(yàn)變得更加流暢。常規(guī)的4G技術(shù)在人群密集區(qū)域難以為用戶提供穩(wěn)定高速的下載業(yè)務(wù)，而“4G+”技術(shù)在人群密集區(qū)域也能為用戶提供穩(wěn)定、快速的信息下載服務(wù)。

5　不同通信技術(shù)之間的關(guān)系與各自的演化

IMT-Advanced技術(shù)是一類具有較大應(yīng)用前景的通信技術(shù)，因此運(yùn)營(yíng)商要積極研究改進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)，使得基于IMTAdvanced技術(shù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)擁有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)接入能力以及數(shù)據(jù)傳輸能力。

在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，運(yùn)營(yíng)商的語(yǔ)音服務(wù)不可避免地受到了影響，在此情形下，運(yùn)營(yíng)商應(yīng)當(dāng)積極轉(zhuǎn)變發(fā)展思維，為用戶提供高質(zhì)量的綜合信息服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大用戶規(guī)模、順應(yīng)通信市場(chǎng)發(fā)展的目的?，F(xiàn)階段，通信不再局限于人與人之間的交流，在通信軟硬件技術(shù)漸漸成熟的背景下，技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)物與物、人與物之間的通信，深刻地改變了用戶的日常生活，增強(qiáng)了通信工作的便利性與新穎性。

近年來(lái)，我國(guó)著力于5G技術(shù)的嘗試性研究并獲得了大量有意義的研究成果。對(duì)5G技術(shù)的研究不僅展示了我國(guó)通信技術(shù)領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力，還在一定程度上促進(jìn)了4G通信技術(shù)的優(yōu)化。歐洲預(yù)計(jì)在2020-2025年間正式投入運(yùn)營(yíng)5G通信網(wǎng)絡(luò)，而中國(guó)的5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)預(yù)計(jì)在2016-2018年間進(jìn)行，有關(guān)部門(mén)已經(jīng)作好了關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)準(zhǔn)備，與此同時(shí)正加緊5G技術(shù)方案可行性論證工作。為了給5G的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造有利條件，政府需要優(yōu)化通信牌照發(fā)放工作并加強(qiáng)對(duì)通信行業(yè)的監(jiān)管，運(yùn)營(yíng)商要提升組織機(jī)構(gòu)的合理性，促使網(wǎng)絡(luò)合并工程順利進(jìn)行。

日前，工信部已經(jīng)批準(zhǔn)了中國(guó)廣電網(wǎng)絡(luò)公司成為通信運(yùn)營(yíng)商，這意味著我國(guó)擁有了第四大通信運(yùn)營(yíng)商，經(jīng)營(yíng)格局的改變將增大運(yùn)營(yíng)商的競(jìng)爭(zhēng)壓力，能夠激勵(lì)運(yùn)營(yíng)商不斷地引進(jìn)或者發(fā)明新技術(shù)。為了促進(jìn)通信技術(shù)的進(jìn)步，筆者認(rèn)為運(yùn)營(yíng)商要不斷地提升技術(shù)人員的綜合素質(zhì)，同時(shí)要制定合理可行的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［4］。

［1］李佳，石柱.芻議無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用［J］.科技風(fēng)，2014（4）：222.

［2］于文科.淺談無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)［J］.無(wú)線互聯(lián)科技，2014（7）：85.

［3］本刊.羅德與施瓦茨公司將在亞洲移動(dòng)通信博覽會(huì)上展示無(wú)線移動(dòng)通信測(cè)試的最新解決方案［J］.移動(dòng)通信，2013（10）：22-24.

［4］羅德與施瓦茨力推面向未來(lái)的無(wú)線移動(dòng)通信測(cè)試解決方案［J］.中國(guó)無(wú)線電，2012（6）：73.

Wireless Mobile Communication Technology Development Present Situation and Prospect

Bo Jiantao （Shanxi Planning＆Designing Institute of Informations Co.，Ltd.， Taiyuan 030012，China）

At present， with a large number of new wireless communication technology， wireless communication industry coruscate gives great vitality. In recent years， user demand for wireless communication technology becomes more and more high， hope can communication mode should become more diversified and multidimensional， communication services more humanized and personalized features. The author combined with work experience and the related theoretical knowledge， in this article studies the current situation of the development of wireless mobile communication technology and analysis technology of moving trend， providing a reference for the related personnel.

wireless mobile communication technology； current situation； trend

薄建濤（1969-），男，山西定襄。