现代移动通信技术研究
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作者: 闫瑞翀
摘 要:纵览世界前沿科学技术,电信业的发展将是最耀眼的一颗明星。随着通信市场的迅猛发展,移动用户对我们使用的通信系统提出了更高的性能要求,进而能够体验到更高水准的通信服务。对于移动通信,其发展过程主要经历了三个阶段。文章中作者对移动通信的发展历程做了简单的介绍,并比较详细的分析了一些现代移动通信技术的最新发展趋势。例如:网络业务分组化、智能化、宽带化,对更高的频段进行充分利用以及网络的融合等。移动通信运营商需要了解并把握这些发展趋势,进而产生更大的效益。
关键词:移动通信 发展 技术
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0023-01
在任何时间,任何地点只有有人的存在,就需要进行通信,移动通信业务刚好满足了人们进行通信的愿望。要实现未来的理想个人通信服务,移动通信是必经之路。移动通信技术在信息技术支持,和市场需求及竞争的影响下取得了突飞猛进的发展,未来的发展趋势可以分为:(1)网络业务的分组化;(2)网络技术智能化;(3)网络技术宽带化;(4)高频段的选择;(5)高频段的利用;(6)网络融合。现在先简单介绍下移动通信的发展历程。
1 移动通信技术的发展历程
1.1 第一代移动通信技术(模拟移动通信技术)
第一代移动通信系统提出于20世纪80年代。它的特点主要表现为模拟技术和频分多址技术的采用。1G(缩写于the first generation)有多种制式,我国采用的技术是TACS,其每秒能够达到2.4kB的传输速率。但是考虑到传输带宽的限制,TACS不能实现移动通信的长途漫游,仅仅可以在一定区域内发挥移动通信系统的功能。虽然第一代移动通信系统取得了巨大的商业利润,但是不可遮掩其日益显露的弊端。其主要有较低的频谱利用率、业务少、制式多且不兼容、易被偷听、传输速率低等弊端。
1.2 第二代移动通信技术(数字移动通信技术)
接替了1G的发展,2G起源于20世纪90年代初,到目前为止2G还在广泛的使用中。2G主要采用了码分多址与时分多址的技术。在不同的制式中,全球多采用CDMA和GSM这两种制式,我国采用的是GSM标准。它能提供每秒9.6kB～28.8kB的传输速率。相比于第一代移动通信技术的蜂窝形象,2G有着更好的保密性,并且利用了更高的频率段及更好的频谱使用率。同时,2G可以实现异地漫游,提供更多的业务。但是由于国际制式并不统一,漫游只能限制在采用一致制式的区域范围内。虽然第二代移动通信的带宽更大了,但是还不足以实现如多媒体业务等高速率业务,数据应用受到一定的限制。
1.3 第三代移动通信技术(多媒体通信系统)
随着通信需求的不断扩大,数据量的激增,第二代移动通信不能满足语音、图像、多媒体等在内的业务的高效率传输,没有比较大的系统容量,因此第三代移动通信应运而生。国际上统称第三代移动通信为IMT-2000,这是因为国际电信联盟曾于20世纪80年代提出工作频段为2000MHz的通信系统。第三代移动通信系统最大的特点是可以提供多媒体业务,其传输速率为每秒384kB,某些局域网可以达到2M的速度。3G有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三大标准组成,由于制式兼容性问题,目前还不能实现真正意义上的全球通信。3G虽然有了更大的频谱,但是使用率较低,宝贵的资源未得到充分的开发利用。同时,传输速率也要进一步提高,才能满足新的多媒体业务的需要。
2 第四代移动通信的提出
第四代移动通信也被称为分部网络或者广带接入,传输能力有每秒2MB以上。4G的两个基本目标是实现全球的无线通信以及提供高质量的无线业务。它是综合了无线LAN系统和多种无线技术的综合系统。
目前正在孕育阶段的4G主要有以下特征:(1)更宽的网络频谱。4G比3G更宽的带宽。100MHz的频谱将会是3G网络W-CDMA频谱的20倍;(2)通信方式灵活多变。另外,其外形可能随心设计,例如眼睛、手表、钱包等均可设计为4G服务终端;(3)更快的通信速度。人们进行第四代移动通信系统的原因是为提高移动终端访问网络的速率。(4)兼容性更好。比较于前面的3代通信系统,4G要有全球通信的功能,并且接口开放、终端多元化、可以跟多种网络进行连接的特点,这样才可以让更多的手机用户用比较少的投资就可以进入到4G通信的使用;(5)有更高的智能性。4G移动终端不仅要在设计和操作上保持智能,在许多目前难以想象的功能上也要实现智能化。
4G的关键技术主要包括了OFDM技术、多输入多输出技术、切换技术、软件与无线电技术以及IPv6协议技术。
3 通信技术发展趋势
3.1 网络业务数据分组化
当前移动数据通信快速发展,无线数据被认为是未来移动通信发展的重要方向之一。随着人们生活方式的转变,职业、生活的需要使得人们必须在不同地点不同时间获取重要的信息,这是驱动无线数据发展的重要因素。
GSM的数据传输是每秒9.6kB,而1998年提出的电路交换型数据服务实现了57kB每秒的传输率,对于无线图像、电子邮件等要求连续比特率比较小的应用是很理想的。到99年的GPRS实现了100kB每秒的速率,EDGE则通过修改GSM的相关调制方式实现了超过300kB每秒的速率。这些技术的进步也为无线数据的发展提供了支持。
3.2 网络技术智能化
移动网络的迅速发展得益于移动通信需求的增长和新技术的广泛采用。移动网络已经有传统的传递信息朝着智能化处理并存储信息发展。移动智能网的是一种开放的智能平台,能够将智能网功能实体引入到移动网络中,进而可以完成智能控制其移动呼叫。伴随着3G的推进,通信网络智能化程度将不断提升。
3.3 通信技术宽带化
随着数据量的增加、多媒体业务的发展,移动网络必然将更加宽带化。通过采用蜂窝无线技术,第一代移动电话实现了无线接打电话,但是窄带模拟标准。2G实现了无缝国际漫游,有更高的网络容量但也属于窄带系统的发展。3G是真正意义上的宽带多媒体系统,可以实现全球无缝覆盖和更多的宽带业务。
3.4 高频段的选择
1G系统的最初的频段是在450MHz上,后来提升到900MHz。2G系统的工作频段先是900MHz,而后出现了1800MHz的系统。已经在推广使用的3G系统的频段是2GHz。
3.5 高频段的利用
无线电频率是很宝贵的一项资源。有限的频谱资源与急剧增长的用户数量构成了尖锐的矛盾,出现频段不够用的状况。模拟制式是频分多址技术,数字制式是码分多址技术,3G系统的宽带码分多址将会使无线频率得到更高效率的应用。
3.6 网络融合
随着通信技术的发展、市场竞争的加剧和市场需求的变化,计算机网、电视网、电信网必然加速融合,形成统一的综合通信宽带网。
当前,4G系统还在研发阶段,很多技术与设备没有成型,4G的发展也必然面临着更多的难题。但是移动通信未来发展的特征:高质量、高速率的传输数据,全面的业务服务是一定会得到实现的。相信在不久的将来,人们可以真正实现在不同地点、不同时间的的自由通话,利用移动网络为生活学习提供便捷。
参考文献
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