胥淙洋

摘 要：無線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展到今天共經(jīng)歷了5個(gè)階段。目前，4G無線移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟。無線移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)給人們的生產(chǎn)生活帶來了天翻地覆的變化，但是人們在享受這些技術(shù)帶來的方便和快捷的同時(shí)，也要對(duì)無線移動(dòng)通信的缺點(diǎn)加以重視。本文對(duì)無線移動(dòng)通信各個(gè)發(fā)展階段和關(guān)鍵技術(shù)作了簡單的介紹，探索各個(gè)階段關(guān)鍵技術(shù)的缺點(diǎn)，并且研究了無線移動(dòng)通信未來的創(chuàng)新技術(shù)，希望對(duì)無線移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：無線移動(dòng)通信技術(shù)；TDMA（時(shí)分復(fù)用）；FDMA（頻分復(fù)用）；CDMA（碼分復(fù)用）

中圖分類號(hào)：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.無線通信技術(shù)的概念

隨著智能手機(jī)的和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們越來越依賴于無線移動(dòng)通信技術(shù)?，F(xiàn)如今第四代無線移動(dòng)通信技術(shù)（4G LTE）也是更加普及。多種APP例如微信、QQ、支付寶等也非常普及，這些應(yīng)用的產(chǎn)生離不開無線移動(dòng)通信技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。為了更好的提高無線移動(dòng)通信技術(shù)帶來的用戶體驗(yàn)，了解無線移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)也是非常重要。

2.無線移動(dòng)通信技術(shù)的變革

第一代無線移動(dòng)通信技術(shù)采用了創(chuàng)造性提出了頻分多址技術(shù)（FDMA）和蜂窩網(wǎng)絡(luò)，第一代通信技術(shù)是模擬通信技術(shù)。FDMA技術(shù)，其特點(diǎn)是不同的用戶在不同的頻帶上傳輸，同時(shí)也會(huì)在頻域上留出間隙，這種技術(shù)核心思想是頻域上隔離，從而減少了用戶間的頻帶干擾。但是無線電頻譜有限，從而導(dǎo)致利用頻分多址這種方法隔離的用戶數(shù)也是即為有限的。當(dāng)使用者人數(shù)急劇上升時(shí)，這種方法局限性也就更為突出。

第二代移動(dòng)通信技術(shù)中最重要的是TDMA技術(shù)，也就是時(shí)分多址技術(shù)。時(shí)分多址是指每個(gè)用戶在自己的時(shí)隙內(nèi)通信，相當(dāng)于用戶在一定的時(shí)間片中傳輸。這種方法可以避免同頻干擾，這樣便大大彌補(bǔ)了FDMA的不足。第二代移動(dòng)通信開創(chuàng)性的從模擬通信技術(shù)過渡到數(shù)字通信，這也奠定了以后數(shù)字通信技術(shù)的基礎(chǔ)。

時(shí)分復(fù)用技術(shù)是把時(shí)域信道分為若干片段的子信道，從而實(shí)現(xiàn)了一條信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)，解決了FDMA中可能出現(xiàn)的頻道混亂的問題，大大提高了信息傳輸效率。同時(shí)，由于時(shí)分復(fù)用時(shí)隙可以固定分配，也可以調(diào)節(jié)控制，適合于數(shù)字信息的傳輸。第二代移動(dòng)通信技術(shù)主要承載的業(yè)務(wù)為數(shù)字語音傳輸業(yè)務(wù)。

第三代移動(dòng)通信，新增加了多媒體業(yè)務(wù)。由于碼分多址技術(shù)（CDMA）的應(yīng)用，使得數(shù)據(jù)傳輸速率大大提高。CDMA技術(shù)核心思想為：不同用戶傳輸信息所用的信號(hào)不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來區(qū)分，而是用各自不同的編碼序列來區(qū)分，或者說，靠信號(hào)的不同波形來區(qū)分。如果從頻域或時(shí)域來觀察，多個(gè)CDMA信號(hào)是互相重疊的，從而大大提高了頻帶利用率。CDMA正是利用了正交碼字。正交碼字的特點(diǎn)，可以將信道中不同碼域的干擾信號(hào)置為零，從而減少了信道中的干擾。數(shù)字和擴(kuò)頻技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用使得單位帶寬信號(hào)數(shù)量比模擬方式下成倍增加，CDMA與其他蜂窩技術(shù)兼容，實(shí)現(xiàn)全國漫游。

第四代移動(dòng)通信（4G），相較于第三代通信技術(shù)，第四代通信技術(shù)的傳輸速度能夠比3G更高，理論上數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到100Mbps，可以支持更多的多媒體業(yè)務(wù)，使得用戶擁有更好的上網(wǎng)體驗(yàn)。第四代移動(dòng)通信技術(shù)主要為正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）和多輸入多輸出天線技術(shù)（MIMO）。

OFDM將信道分為多個(gè)子信道，利用多個(gè)子信道的載波相互正交，其頻道利用率（單位帶寬上傳輸?shù)乃俾剩琤ps/Hz）提高成原來的兩倍。不但減少了子載波間的干擾，同時(shí)又提高了頻譜利用率。

而多入多出天線技術(shù)，能夠改善信號(hào)質(zhì)量又能夠增加傳輸容量，公式（1）為信道容量表達(dá)式，可以看出通過增加信道個(gè)數(shù)和增加系統(tǒng)帶寬都可以增加信道容量。相較于3G，4G用于更高的智能性，兼容性也更加平滑，能夠?qū)崿F(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信。然而，4G也有標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，容量受到限制和設(shè)備難以更新等缺點(diǎn)?？傊?G還面臨很多的挑戰(zhàn)。

第五代移動(dòng)通信（5G）：隨著移動(dòng)通信的不斷發(fā)展，容量不足成為了無線通信技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展中的主要問題。根據(jù)預(yù)測，至2020年無線網(wǎng)絡(luò)容量增長，數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到10Gbps。為了解決這個(gè)問題，人們研發(fā)了5G技術(shù)來解決這個(gè)問題，其中主要的方法有3種，一是可以擴(kuò)寬頻譜。過去通信的發(fā)展已經(jīng)使用了很多頻譜，但可見光的使用可以為提高容量起很大的作用。二還可以提高頻譜效率，通過單一資源到多維資源聯(lián)合使用，來提高資源利用率。三還可以使用無線傳輸新技術(shù)，4G已經(jīng)運(yùn)用了MIMO技術(shù)，5G還可以使用3D MIMO和Massive MIMO技術(shù)來進(jìn)一步提高傳輸速度。

表1為各代移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比圖。其中由于第一代移動(dòng)通信為模擬通信技術(shù)，所以未列明峰值數(shù)據(jù)傳輸速率。

隨著無線移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展以及用戶對(duì)于移動(dòng)通信技術(shù)的需求，從2G的數(shù)字語音業(yè)務(wù)到3G中出現(xiàn)的多媒體業(yè)務(wù)，在4G中信息傳輸速率得到大大的提升，使得多媒體業(yè)務(wù)速率也大為增高。然而人們對(duì)于高效率業(yè)務(wù)的需求也是源源不斷的，5G技術(shù)就規(guī)定了峰值傳輸速率，相較于4G，5G能夠在容量，信息傳輸速率上得到顯著提升。從表1也可以看出數(shù)據(jù)傳輸速率的提升對(duì)比。

3.無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

可以看出，各代無線移動(dòng)通信技術(shù)都是伴隨著信息傳輸速率提升而進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)信息傳輸速率（以下行傳輸速率為例）難以支撐用戶對(duì)于各種多媒體業(yè)務(wù)需求時(shí)，人們總是致力于開發(fā)出從各個(gè)維度角度提高信息傳輸速率，例如增加傳輸帶寬，從時(shí)域、頻域和空域出發(fā)提高信息復(fù)用效率，提高信道容量，或者編碼角度出發(fā)，最終呈現(xiàn)給用戶的結(jié)果便是信息傳輸速率的提升。

3.1信息個(gè)人化

隨著信息技術(shù)飛速發(fā)展，無線通信行業(yè)中信息的個(gè)人化趨勢明顯。移動(dòng)IP技術(shù)能夠推動(dòng)信息個(gè)人化的發(fā)展。移動(dòng)IP技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)手機(jī)上的各種應(yīng)用，普及程度越來越高的手機(jī)更推動(dòng)了這一現(xiàn)象的發(fā)展。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和IP技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用既符合現(xiàn)代人對(duì)個(gè)性的追求，也有利于對(duì)于信息的保密。兩項(xiàng)技術(shù)完美融合必將推動(dòng)全球的個(gè)人通信市場，加快信息個(gè)人化的進(jìn)程。endprint

3.2無線移動(dòng)通信技術(shù)智能化

目前在國際范圍內(nèi)，移動(dòng)通信用戶已經(jīng)達(dá)到了一定的數(shù)量，在我國移動(dòng)通信用戶數(shù)量已經(jīng)超過了10億，而且這個(gè)數(shù)字還在不斷地增加。移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展有著較好的前景。第五代無線移動(dòng)通信技術(shù)預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi)全面推廣，這代表著無線移動(dòng)通信技術(shù)的智能化的發(fā)張，從這個(gè)無線通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)律可以看出，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)比上一代具有更強(qiáng)的利用率在數(shù)據(jù)信息傳輸方面有質(zhì)的飛躍，在不同層面上都使無線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展上升了一個(gè)臺(tái)階。

3.3技術(shù)結(jié)構(gòu)的變革

無線通信技術(shù)仍處在持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)，所以在未來相當(dāng)長的一段時(shí)間里，無線通信技術(shù)都處于持續(xù)變革的過程。其技術(shù)變革中主要表現(xiàn)在接入高頻譜等方面，通過提高速度、擴(kuò)大容量和加強(qiáng)效率等方式，增加無線通信技術(shù)頻譜，最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)營商使用的無線通信技術(shù)效率的全面加強(qiáng)。

當(dāng)今4G普及度非常高，從用戶角度來說，似乎4G信息傳輸速率似乎已經(jīng)可以滿足各種多媒體業(yè)務(wù)的需求。5G發(fā)展看起來并不是那么重要，但是，4G所代表的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)也僅僅滿足了人與人之間的互聯(lián)，為了使得現(xiàn)如今人們的生活的便捷程度，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢便是人與物或物與物之間的互聯(lián)（物聯(lián)網(wǎng)）?？梢韵胂蟮氖?G無法滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于通信速率的要求。因此，5G中提出了多種提高傳輸速率的方法。

在科學(xué)技術(shù)的支持下，通信技術(shù)的更新使得人們生活更加方便快捷。其中無線移動(dòng)通信技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)信息和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞，為社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展起到了重要的作用。本文主要對(duì)無線通信技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行介紹，并從信息個(gè)人化、無線移動(dòng)通信技術(shù)智能化、技術(shù)結(jié)構(gòu)變革等方面，對(duì)無線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行研究，望此次研究結(jié)果可以為無線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展提供參考，從而為廣大民眾和社會(huì)提供更加高效的通信。

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