关于无线移动通信技术的研究
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作者: 张波权
【摘要】无线移动通信技术是应用于运动中的通信双方的通信技术。随着科学技术的快速进步，该通信技术也不断发展，从20世纪七八十年代的1G技术演变为如今的4G技术。在通信技术的不断改革中，通信速度、通信质量、通信费用、网络频谱、频率效率也发生了相应变化，我国通信技术正在朝着智能化、现代化方向发展。本文主要研究通信技术的发展历程及主要技术。
【关键词】无线移动通信技术发展历程
现阶段，我国移动通信产业正处于3G时期，逐步向4G时代迈进[1]。截止到2012年11月底，我国移动用户总数达7.07亿，截止到2013年年底，我国移动用户总数达12.16亿，其中3G用户已经达4.17亿[2]。各项数据表明，我国移动通信产业发展迅速，加强对该通信技术的相关研究具有十分重要的现实意义。
一、1G移动通信及分析
1、1G移动通信。1G通信技术是一种仅限于语音通信的蜂窝式通信技术，产生于20世纪七八十年代。1G通信技术具有很多制式，如NMT、RTMI等，各国采用的制式不同。1G通信的每秒传输速率约为2.4kbit，传输速率较差，通话质量较差，缺乏保密性能，系统间互不兼容，容量较少，无法为用户提供较多的数据业务和自动漫游。
2、频分多址FDMA技术。1G通信技术以模拟传输为主，采用FDMA技术和模拟技术，受传输带宽的影响较大，仅能在一定的区域内进行通信，不能在较远距离之间进行移动通信。FDMA是频分多址技术，是模拟服务中最基本的技术，可以将无线蜂窝式通信分配频段分为30个信道，每个信道都能进行数字数据、语音通话和数字服务，具有分路方便、信道复用率较高等优点。
二、2G移动通信及分析
1、2G移动通信。2G通信技术产生于20世纪90年代初期[3]。2G技术增强了用户通信的可移动性，使用户与设备实现分离，通信更加可靠、安全。2G技术提供的数据业务包括电信业务、补充业务、增强业务及承载业务等。电信业务包括用户基本的紧急呼叫、短消息、电话及三类传真等。补充业务包括呼出呼入限制、呼叫等待等。增强业务包括广播话音业务、移动定位、语音群呼叫等。承载业务包括交替数据和语言、GPRS业务和数据后接语音等。2G通信技术的产生在一定程度上取代了1G通信技术，我国于2001年12月31日正式关闭了模拟移动网络系统，大力发展2G通信技术。
2、时分多址TDMA技术。2G通信技术的采用了FDMA技术和TDMA技术，是一种数字化蜂窝系统，保密性较强，频段较多，能为用户提供更多丰富的数据业务。TDMA是时分多址技术，将时间分割成若干个周期性的帧，再将每个帧分割成若干个时隙，通过时隙向基站传输信号。基站向各个移动终端传输的信号都会在预定时隙中有序的进行传输，各个终端在规定的时隙对信号进行接收，就可以在合路信号内接收信号区。基站在满足同步、定时的基础上，保证各个时隙中所接收的各个移动终端信号之间互不干扰。TDMA技术具有信道多路性、传输速率较高、传输开销较大等特点。
三、3G移动通信及分析
1、3G移动通信。与1G通信技术和2G通信技术相比较，3G通信技术的主要优势在于数据及声音的传输速度，并在传输快速的基础上为用户提供多种信息服务，使用户在全球范围内实现自动无缝漫游。3G通信技术包括核心网、移动台、无线接入网和用户识别模块四个主要的功能子系统，创建全球化的立体通信网络，用户可以利用3G通信技术在任何时间、任何地方与其他人之间进行通信、交流，实现交互性、移动性和分布式的通信。3G通信技术的话音质量较好，比前两代通信技术更具安全性，频谱的利用率达2GHz，提高了有限带宽的利用率。3G通信技术能为用户提供电视图像、高速数据和慢速图像等宽带业务。我国于2009年正式进入3G时代，3G通信技术的产生和应用不仅为人们的日常生活提供便利，提高了人们的生活质量，也在一定程度上增长了我国GDP，创造大量的就业几率，缓解了社会就业压力。
2、码分多址CDMA技术。3G通信技术主要依赖于宽带CDMA技术，拓宽3G技术的运行带宽，增强信号传递的功能，容量较大，抗干扰能力更强，能够满足用户对现代化通信的高要求。CDMA是码分多址技术，是在扩频通信数字技术的不断发展中逐渐兴起的。CDMA技术的主要原理是扩频技术，使用一个带宽大于信号带宽的高速伪随机码对具有信号带宽的、需要传输的信息数据进行调制，扩展数据的原始信号带宽，再使用载波对其进行调制、传输。接收信号的接收端运用相同的高速伪随机码对所接收的数据进行处理，将信号数据的宽带转换成原始数据较窄的信号宽带。CDMA技术极大的提高了带宽的使用率，具有保密性较高、容量较大、质量较高、抗干扰能力较强、兼容性较好的优点。
四、4G移动通信及分析
1、4G移动通信。4G通信技术的基础是传统的通信技术，在此基础上不断的利用新型通信技术提高通信的功能和网络效果。4G通信技术可以为人们提供一种超高速的通信服务，丰富人们的日常生活，提高人们的生活水平和生活质量。4G通信技术的数据传输最大速率可达每秒100Mbit，利用较为先进的通信技术大大减少了投资和成本，因此4G通信的费用比3G低得多。4G通信的网络结构由中间环境层、物理网络层和应用网络层三层。2013年10月中国移动在我国江苏、广东、深圳等地开始部署有关4G通信的试商用服务，中国联通在我国上海、北京、重庆和广州等地部署关于4G通信的试验网，中国电信也在全国大部分范围内开展关于4G通信的试验网建设活动。2013年12月4日，我国工信部正式向中国联通、中国移动和中国电信三大通信运营商发放4G牌照，标志着我国通信产业逐步迈进4G时代。2、正交频分复用OFDM技术。4G通信的主要技术包括接入技术、阵列自适应智能天线技术和无线接口技术等，以OFDM技术为核心。其中接入技术的抗干扰能力较强，阵列自适应智能天线技术具有性能高、成本低和小型化的特点，无线接口技术容量较大，成本较低。OFDM是正交频分复用技术，是多载波调制技术的一种。该技术将信道分割成若干个正交子信号，将数据高速信号转换为低速、并行的子数据流，再调制到每个子信道中，实现数据传输。在带宽极窄的条件下OFDM也能实现数据传输，对窄带干扰和频率选择性衰落具有对抗作用，还能对信号波形间产生的干扰信号进行对抗，在衰落信道和多径环境中OFDM可以实现数据的高速传输。OFDM技术具有的抗干扰性、抗噪声性和网络结构可扩展性等特点，可以为4G技术提供时延小、速率高的服务质量。相信不久的将来，在4G技术的支持下，移动通信产业将会朝着宽带化、智能化、高速化和数据化的方向发展。
五、结束语
无线移动通信技术按照不同的工作场合和使用要求，可以分为蜂房式移动通信、集群式移动通信、卫星式移动通信和无绳电话四种。与传统的其他通信技术相比较，该技术技术具有较强的移动性，网络结构较为复杂，大都与卫星通信网、市话网和数据网等相互连接，对使用设备的性能和频带利用率要求较高，保证各个用户在该通信系统中协调的进行通信，互不干扰。该技术前后经历了1G、2G、3G和4G阶段。笔者查阅了相关资料，对无线移动通信技术的发展历程作出相关研究，值得广大学者参考。
参考文献
[1]纪东坡，肖金，朴永吉，宋玉丽，李毅红，叶广群，刘倦生，田金凤，郑小盈，胡宏林，尤肖虎.中国下一代移动通信研究[J].科学通报. 2012，17（15）：45-46
[2]任莉，张娟，陈嘉龙，刘建明，赵峰，张月霞，崔琪楣，胡平平. 3G和4G无线通信技术在ICT网络模式中的应用[J].电力系统通信. 2013，13（13）：41-42
[3]宋晓坤，杜春双，桑广健，刘德俊，李婧卿，张春业.下一代无线移动通信谁主沉浮？―――当今宽带移动通信技术比较[J].数据通信. 2013，21（12）：65-66
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