移動通信的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

郝央紀+劉相如+龍珊

移動通信是當(dāng)前信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最活躍的分支之一，其在軍事通信中的應(yīng)用價值正日益凸顯。尤其近來，最為熱門的第三代數(shù)字移動通信系統(tǒng)（3G）實現(xiàn)了寬帶數(shù)據(jù)信息傳輸，使各國信息產(chǎn)業(yè)界對發(fā)展3G均情有獨衷，一些業(yè)界專家尤其對發(fā)展3G手機格外青睞。那么何謂3G？它和軍事通信發(fā)展有何聯(lián)系？還需進一步了解移動通信的技術(shù)發(fā)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(tǒng)。隨著1895年俄國物理學(xué)家波波夫發(fā)明了世界上首部無線電接收機以來，世界通信技術(shù)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(lián)系又有區(qū)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(shù)，但無線通信側(cè)重于無線通，而移動通信更注重于移動性，突出動中通、優(yōu)質(zhì)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(fā)展，不過當(dāng)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(dāng)時集成電路技術(shù)、微型計算機和微處理器技術(shù)快速發(fā)展，美國貝爾實驗室推出了蜂窩式模擬移動通信系統(tǒng)，使得移動通信真正進入了個人領(lǐng)域。具有代表性的有美國的AMPS系統(tǒng)、英國的TACS系統(tǒng)、北歐的NMT系統(tǒng)、日本的NAMTS系統(tǒng)等。第一代移動通信（1G）以模擬調(diào)頻、頻分多址為主體技術(shù)，又稱為模擬移動通信。它包括以蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)為代表的公用移動通信系統(tǒng)，以集群系統(tǒng)為代表的專用移動通信系統(tǒng)以及無繩電話等。由于受模擬通信體制和技術(shù)水平的限制，當(dāng)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(fā)展，移動通信采用了數(shù)字技術(shù)。第二代移動通信（2G）以數(shù)字傳輸、時分多址（TDMA）或碼分多址（CDMA）為主體技術(shù)，有時也稱數(shù)字移動通信。它包括數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、數(shù)字無繩電話系統(tǒng)和數(shù)字集群系統(tǒng)等。國際上普遍進入商用和具有典型代表性的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)是歐洲的GSM系統(tǒng)和美國的IS-95CDMA系統(tǒng)；典型的數(shù)字無繩電話系統(tǒng)有歐洲的DECT系統(tǒng)和日本的PHS系統(tǒng)；典型的數(shù)字集群系統(tǒng)有歐洲的TETRA系統(tǒng)、美國MOTOROLA公司的IDEN系統(tǒng)以及歐洲的GSM-R系統(tǒng)。這一時期的移動通信系統(tǒng)是一個不斷完善的過程，已經(jīng)開始朝著服務(wù)優(yōu)質(zhì)化，系統(tǒng)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(fā)展，其手持機的耗電量、重量、體積已大大縮小，其服務(wù)質(zhì)量也達到了很高的水平。

2G與1G相比，最主要的優(yōu)點是引入了數(shù)字通信技術(shù)，使頻譜利用率更高。因為1G采用FDMA方式，即以頻率區(qū)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(qū)分不同的用戶；或者采用CDMA方式，以正交碼字區(qū)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(tǒng)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(tǒng)，即GSM系統(tǒng)，并開始廣泛運行，這不僅是世界電信技術(shù)發(fā)展形勢所趨，而且也是軍民應(yīng)用領(lǐng)域?qū)σ苿油ㄐ诺臅r代要求。

CDMA是Code Division Multiple Access的縮寫，全稱碼分多址。CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)是以碼分多址技術(shù)為核心的公用數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，又稱碼分多址數(shù)字移動通信系統(tǒng)?；贗S-95標(biāo)準(zhǔn)的移動通信系統(tǒng)簡稱為IS-95CDMA系統(tǒng)或Q-CDMA系統(tǒng)，俗稱CDMA網(wǎng)或C網(wǎng)。IS-95標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為CDMA移動通信的核心標(biāo)準(zhǔn)，世界上許多國家都以此為藍本生產(chǎn)和建設(shè)碼分多址數(shù)字移動通信系統(tǒng)。我國的IS-95CDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)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(tǒng)采用頻分雙工模式（FDD）和CDMA/FDMA的混合接入模式，調(diào)制方式為QPSK，話音編碼速率為8Kbps。目前中國聯(lián)通使用的上行頻段為825-835MHz，下行頻段為870-880MHz。CDMA數(shù)字蜂窩移動網(wǎng)與其它的蜂窩移動網(wǎng)相比，CDMA網(wǎng)具有頻率利用率高、容量大、發(fā)射功率低、軟切換、通信質(zhì)量好、保密性強等許多優(yōu)點，因而在軍事通信中得到了很好的應(yīng)用。

三、第三代移動通信（3G）

1G只能提供語音業(yè)務(wù)服務(wù)，2G不僅能提供語音業(yè)務(wù)服務(wù)，而且還能提供文字數(shù)據(jù)服務(wù)，但它們都無能力提供大容量的圖象數(shù)據(jù)服務(wù)，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(fā)第三代移動通信系統(tǒng)（3G）。所謂3G，是將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合起來的新一代移動通信系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠處理圖像、音樂、視頻播放、提供網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等綜合信息服務(wù)。它要求無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)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(shù)和計算機技術(shù)相融合的高科技產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)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(dāng)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(wǎng)，查看電子郵件或瀏覽網(wǎng)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(shù)碼相機成為一種“多余”。

3G移動通信以提供移動多媒體業(yè)務(wù)為主要特征，能夠提供目前只有固定接入才能實現(xiàn)的更先進的通信業(yè)務(wù)和“全球漫游”，從而為全球移動用戶開創(chuàng)更廣泛的市場，挖掘更大的用戶設(shè)備通用潛力，大大提高經(jīng)濟和軍事效益。3G通信是移動通信市場經(jīng)歷了第一代模擬技術(shù)移動通信業(yè)務(wù)的引入，在第二代數(shù)字移動通信市場蓬勃發(fā)展中被提上日程的。在當(dāng)今Internet數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷升溫的熱潮中，在多媒體數(shù)據(jù)固定接收速率不斷提升的背景下，3G移動通信系統(tǒng)已經(jīng)展示了未來發(fā)展的曙光，因此為各國所關(guān)注。

四、第四代移動通信（4G）

20世紀末出現(xiàn)的因特網(wǎng)標(biāo)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(tǒng)的通信技術(shù)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(shù)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(xié)調(diào)，這些新興的通信技術(shù)如今已被分化成了幾大陣營。然而，統(tǒng)一的呼聲日高，目前相互兼容的移動通信技術(shù)——第四代移動通信標(biāo)準(zhǔn)（亦稱后三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)）已在業(yè)界萌動。

而今，3G移動通信的高速發(fā)展正在引領(lǐng)軍事通信的新變革，將會有效地解決軍事通信系統(tǒng)綜合集成的許多關(guān)鍵問題，從而為實現(xiàn)未來軍事聯(lián)合作戰(zhàn)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