现代移动通信技术

摘 要：随着社会经济的迅速发展及人们生活水平的不断提高,用户对移动通信技术的要求日益高涨,希望能够享受到更方便、更丰富、更高速的移动通信业务.本文在介绍了移动通信技术发展历程的基础上,分析了现代移动通信技术的发展现状,探索了现代移动通信技术的发展趋势.

关 键 词：移动通信；技术；发展现状；发展趋势

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)09-0000-02

移动通信主要是指移动体之间进行的通信,即通信的双方或一方在移动状态中进行的通信过程,具有显著的可移动性.移动通信既可以是移动体之间进行的通信,也可以是移动体与固定体之间进行的通信.移动体既可以是人,也可以是移动状态中的物体.移动通信在很大程度使得人们在任何地点任何时间进行通信的需求得以满足,随着移动通信市场的变化,移动通信技术得到了快速的发展.

一、移动通信技术的发展历程

(一)第一代移动通信技术

第一代移动通信技术（thefirstgeneration）简称1G,起源于20世纪80年代,由于采用了频分多址技术和模拟技术,因而又称为模拟移动通信技术.第一代移动通信技术主要以AMPS与TACS为主体,以频分双工、频分多址制式为代表,通过蜂窝组网技术来实现频率资源利用率的提高.我国所使用的第一代移动通信技术主要以TACS为主,其每秒的传输速率可达到2.4kB,但是由于受到传输带宽的限制,TACS仅能在一定的活动区域范围内将移动通信系统的功能发挥出来,因而难以使移动通信的长途漫游得以实现.随着移动通信市场的发展,第一代移动通信技术的弊端日益暴露出来,如各制式难以兼容、频谱利用率低、提供的业务少、传输速率低、保密性低等.

(二)第二代移动通信技术

第二代移动通信技术,简称2G,起源于上世纪90年代,由于第二代移动通信的关键技术采用了码分多址与时分多址的技术,因此又被称之为数字移动通信技术.第二代移动通信技术多以CDMA和G两种制式为代表,在我国主要以G制式为主.2G的传输速率每秒可达到9.6kB～28.8kB,与第一代移动通信相比,第二代移动通信系统保密性强,频谱使用率高.此外,还能够提供更多的业务,还能够实现异地漫游.但由于国际制式的不完全统一,2G所具有的异地漫游,只能局限于统一制式的活动区域内.尽管第二代移动通信的传输带宽得到了增加,但是对于多媒体业务等高速率业务的实现,第二代移动通信的数据应用仍存在一定的局限性.

二、当前移动通信技术的发展现状

(一)第三代移动通信技术

第三代移动通信技术,简称3G,最主要的特点是以智能信号处理技术为功能模板,能够提供各种宽带信息业务,如电视图像、慢速图像及高速数据,兼具多媒体数据通信、高质量话音的支持功能,其传输速率每秒可达到384kB,在某些局域网内速度可达2M.同时在多种用户环境下均可适用,如室内、室外、快速移动和卫星环境等,可与多种移动通信系统相互融合,如卫星移动通信、无绳等.第三代移动通信系统共有CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA三大通信标准,其中中国电信以CDMA2000为主,中国联通以WCDMA为主,中国移动以TD-SCDMA为主.由于存在制式相互兼容的问题,目前尚未真正实现全球通信.尽管3G频谱得到了显著的增大,但是其频谱利用率仍相对较低,无法对宝贵的频谱资源进行充分地开发利用.另外,3G单载波最大仅支持2Mbps的业务,其支持的速率仍有待提高,因此,第三代移动通信技术仍无法满足移动通信发展的需要,寻求一种新的适应移动通信需求的技术成为必要.

3G目前应用现状主要体现在：手机多媒体业务.用户可以在任何时间任何地点地观看自己喜爱的电视节目,球队比赛以及下载精华短片加以欣赏,同时可以自由进行歌曲点播；可视.真正地做到了声影并茂,用户在接听的同时不仅能够听到对方的声音,更能看到对方的场景；定位怎么写作.具有GPS定位怎么写作功能,能够为用户提供大量的周边环境的地图信息、食宿信息及交通信息等.

(二)第四代移动通信技术

第四代移动通信系统,简称为4G.4G有两个主要目的：一是达到无线通信全球覆盖的目的；二是达到高质量的无线业务的目的.目前正在不断开发探索中的第四代移动通信技术,具有以下基本特征：

第一,通信速度更快.第四代移动通信技术的无线传输速率每秒可达10M～20M,最高速度可达100M.

第二,网络频谱更大.要使4G通信的传输速率达到100Mbps,通信运营商必须在3G的基础上对其进行大量的改造才能实现其目标.据专家估计,一个4G信道占有的频谱大约为100MHz,这相当于WCDMA3G网络的20倍.

第三,智能性更高.第四代移动通信的终端设备设计和操作均具有很高的智能化,而且4G手机能够将一些难以想象的功能加以实现.

第四,兼容性更高.要想让人们尽快地接受4G通信,必须确保更多的通信用户在投资最少的情况下能够由3G通信过渡到4G通信.因此,从这个意义上讲,第四代移动通信技术必须具有3G通信平稳过渡到4G通信、全球无覆盖漫游、多种网络互联、终端多元化、接口开放等多种特点.

三、现代移动通信技术的发展趋势

(一)自适应可变速率调制技术

未来移动通信系统既要能够满足传输不同速率及不同质量要求的多种业务需求,又要能够随时间和传播地点的变化而灵活变化,因此,具有较强的自适应调制传输速率的能力是未来移动通信系统的发展趋势之一.自适应编码调制技术能够在确保传输质量的基础上,根据传播条件的不同有效地调整传输速率,并能够将所用频谱的效率发挥到最佳.可变速率调制技术主要有两种：一是可变速率正交振幅调制,简称VRQAM.它主要是一种振幅和相位相互联合而成的键控技术.电平数越少,每码元携带的信息比特数便越少,反之电平数越多,其每码元携带的信息比特数便越多.二是可变扩频增益码分多址,简称VSGCDMA.它主要通过改变发射功率与扩频增益来传输不同的业务速率.在将高速业务加以传输的过程中必须在保证传输质量的前提下,才能降低扩频增益,此时可适当地将发射功率加以提高；而在将低速业务加以传输时必须在保证传输质量的前提下,将扩频增益适当的增大,同时相应的降低发射功率,以免出现多址干扰.（二）高速下行分组接入技术

在未来的移动通信系统中数据业务将会占据十分重要的地位,因此,提供有效的多用户高速下行数据业务技术成为未来移动通信系统发展需求,而高速下行分组接入技术完全满足这一需求,因此高速下行分组接入技术便成为未来移动通信系统发展的主要趋势之一.高速下行分组接入技术主要由MIMO、H-ARQ技术组成,能够将下行速率提高到8Mbps-20Mbps,其中MIMO技术不仅能使移动通信系统的容量得以扩充,而且能够将数据传输速率提高到14.4Mbps-21.6Mbps,但是MIMO技术会增加移动台和基站的复杂程度.据研究,配有4付天线的移动台的复杂度相当于单个天线的2倍,因此为了使MIMO的信道空间得到充分地利用,作为空时处理方案的BLAST技术便应运而生.BLAST技术主要通过多径提供的空间并行性将比特率大幅度的提高.但是BLAST系统通常仅在信道极窄的情况下才能适用,但是若接收端采用MIMO-DFE技术,则在频率选择性信道等更一般的情况下也可以采用BLAST技术.

(三)智能天线阵列技术

智能天线主要由多组独立完整的天线组成的天线阵列系统,能够将收发信机的多个输入与多个输出巧妙地结合起来,并提供一个综合的时空信号.与单个天线相比,智能天线能够对波束的方向进行动态的调整,从而能够跟踪信号变化,以减小旁瓣干扰,使每个用户能够得到最大的主瓣.这样既能够使系统容量得以增加,SINR得到有效的改善,又能够使小区的最大覆盖范围得到扩充,移动台的发射功率得到降低.

(四)软件无线电技术

软件无线电是指研制出一个完全可编程的硬件平台和软件编程程序,将所有的应用通过这一平台中的软件编程程序得以实现.也就是说,即使是不同系统的基站和移动终端也能够通过相同硬件平台上的不同软件而得以实现.软件无线电技术能够有效地促进各种移动台及各移动通信设备之间的无缝集成,同时能够使移动通信系统的建设成本大大降低.同时将使移动通信的网络结构有所改变,并加速无线网与有线网的相互融合,实现多种网络互联,增强网络的灵活性.

(五)IP技术

未来的移动通信网络将会有一个十分完整的IP系统,不仅能够使核心网得以IP化,更能使无线接入部分得以IP化.核心网的IP化主要考虑的是原有核心网的改动程度、改动后和兼容性及改动成本.而无线接入部分的IP化能够确保IP技术的协调性,促进基于IP包的统计复用技术的实现,同时能够大大降低传输成本,使全带宽利用度得以实现,真正促进语音和业务数据融合的实现.

(六)多用户检测技术

多用户检测技术主要是一种检测系统中多个平行传送信号的高效检测程序.多用户检测技术的出发点是将所有用户的信号看成有用信号,而非干扰信号,通过消除用户受到的多址干扰信号,进而促进频谱效率的提高以及容量的增加.