[科普中國]-移動通信

移動通信（mobile communications） 溝通移動用戶與固定點用戶之間或移動用戶之間的通信方式。

通信雙方有一方或兩方處于運動中的通信。包括陸、海、空移動通信。采用的頻段遍及低頻、中頻、高頻、甚高頻和特高頻。移動通信系統(tǒng)由移動臺、基臺、移動交換局組成。若要同某移動臺通信，移動交換局通過各基臺向全網(wǎng)發(fā)出呼叫，被叫臺收到后發(fā)出應答信號，移動交換局收到應答后分配一個信道給該移動臺并從此話路信道中傳送一信令使其振鈴。

簡介移動通信(Mobile communication)是移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、收音機等在移動狀態(tài)中的物體。

移動通信是進行無線通信的現(xiàn)代化技術，這種技術是電子計算機與移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要成果之一。移動通信技術經(jīng)過第一代、第二代、第三代、第四代技術的發(fā)展，目前，已經(jīng)邁入了第五代發(fā)展的時代(5G移動通信技術)，這也是目前改變世界的幾種主要技術之一。1

現(xiàn)代移動通信技術重要可以分為低頻、中頻、高頻、甚高頻和特高頻幾個頻段，在這幾個頻段之中，技術人員可以利用移動臺技術、基站技術、移動交換技術，對移動通信網(wǎng)絡內的終端設備進行連接，滿足人們的移動通信需求。從模擬制式的移動通信系統(tǒng)、數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)、移動多媒體通信系統(tǒng)，到目前的高速移動通信系統(tǒng)，移動通信技術的速度不斷提升，延時與誤碼現(xiàn)象減少，技術的穩(wěn)定性與可靠性不斷提升，為人們的生產(chǎn)生活提供了多種靈活的通信方式。1

特點(1)移動性

就是要保持物體在移動狀態(tài)中的通信，因而它必須是無線通信，或無線通信與有線通信的結合。

(2)電波傳播條件復雜

因移動體可能在各種環(huán)境中運動，電磁波在傳播時會產(chǎn)生反射、折射、繞射、多普勒效應等現(xiàn)象，產(chǎn)生多徑干擾、信號傳播延遲和展寬等效應。

(3)噪聲和干擾嚴重

在城市環(huán)境中的汽車火花噪聲、各種工業(yè)噪聲，移動用戶之間的互調干擾、鄰道干擾、同頻干擾等。

(4)系統(tǒng)和網(wǎng)絡結構復雜。

它是一個多用戶通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡，必須使用戶之間互不干擾，能協(xié)調一致地工作。此外，移動通信系統(tǒng)還應與市話網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)等互連，整個網(wǎng)絡結構是很復雜的。

(5)要求頻帶利用率高、設備性能好。

移動通信信息發(fā)展的關鍵技術功率控制技術是移動通信信息技術當中的關鍵之一，這種技術主要采用CDMA系統(tǒng)核心技術，通過自干擾系統(tǒng)，克服了由于移動通信網(wǎng)絡當中，信號臺發(fā)射信號遠近的問題，造成的“遠近效應”，從而提高移動通信的質量，通過開環(huán)功率控制技術與閉環(huán)功率控制技術，提高移動臺和基站的通信效能。1

“碼”技術是移動通信信息技術當中的又一種關鍵技術，這種技術通過對功率控制技術的容量和抗干擾能力進行升級，從而提高接入到移動通信網(wǎng)絡當中的信號控制的準確性，保障信號切換的速度提升。該技術通過PN碼，為移動通信的功率控制技術，提供互相關聯(lián)能力和編碼優(yōu)化技術方案。通過m序列和地址嗎，提高移動通信技術對于用戶身份識別的準確性。1

移動通信技術當中的關鍵環(huán)節(jié)，還包括軟切換技術和華音編碼技術。這兩種技術，通過對移動通信信號的覆蓋網(wǎng)絡，與自適應閥值進行調整，保障不同的移動基站之間，可以進行順利的軟切換，減少噪音環(huán)境對于移動通信信息傳輸?shù)呢撁嬗绊懀瑸橛脩籼峁└忧逦脑捯簟?

技術發(fā)展模擬蜂窩業(yè)務1984年模擬蜂窩業(yè)務建成投產(chǎn)，他可以在城市和城鎮(zhèn)中不同的區(qū)域內重復使用相同的頻率，不相鄰區(qū)域內的頻率重復使用是蜂窩增加容量的一個創(chuàng)新。AT&T的貝爾實驗室開發(fā)了第一代蜂窩服務技術。2

第二代數(shù)字通信服務(2G)概述

第二代數(shù)字通信服務仍為當前全球范圍內普遍采用的形式。2G業(yè)務比模擬移動業(yè)務提供的容量更多，在相同數(shù)量的頻譜中，因使用了復用接入技術可承載更多的語音流量。世界最流行的兩種2G空中接口是金球移動通信系統(tǒng)(UGSM)和碼分多址系統(tǒng)(CDMA)。2

GSM系統(tǒng)

GSM的優(yōu)點在于全球范圍的廣泛普及。GSM是數(shù)字蜂窩通信標準，采用時分多路復用技術(TDM)。目前，T-Mobile和AT&T移動公司在美國經(jīng)營GSM網(wǎng)絡。2

CDMA系統(tǒng)

CDMA技術為每個呼叫分配一個獨特的代碼來復用頻譜，又稱之為擴頻技術，每個會活在發(fā)送時會被擴展到1.25MHZ帶寬的信道。CDMA可以以很低的成本提供語言數(shù)據(jù)出務，并可以使運營商更方便的升級到3G網(wǎng)絡。美國的高通公司在CDMA技術的商用領域擁有著絕對的領先地位。2

第三代數(shù)字通信服務(3G)概述

運營商對更大的容量和為用戶提供更多可產(chǎn)生收益的功能的需求是推動3G網(wǎng)絡發(fā)展的主要動力。3G標準統(tǒng)稱為IMT-2000國際移動通信標準，其中最廣泛的應用是WCDMA和CDMA2000。WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000均為通用的3G標準。2

WCDMA業(yè)務

WCDMA是大多數(shù)GSM運營商從2G升級到3G時所選擇建設的3G業(yè)務。從GSM網(wǎng)路到WCDMA網(wǎng)路的最大開支是新建基站。3G網(wǎng)路使用更高頻率的頻譜，這便意味著在同樣的區(qū)域里需要更多的基站才可保證網(wǎng)絡覆蓋。由于WCDMA是基于碼分多址接入而不是時分介入，因比GSM網(wǎng)絡升級到完全的3G業(yè)務還需要建設新的基礎設施。2

第四代數(shù)字通信服務(4G)概述

4G協(xié)議的標準由國際電信聯(lián)盟無線電通信組制定。WiMAX和LTE協(xié)議通常稱之為4G業(yè)務。開發(fā)4G技術的一個主要目標是移動設備具有能夠容納預期移動數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量的能力和使用移動網(wǎng)絡達到寬帶上網(wǎng)的能力。2

LTE網(wǎng)絡

LTE核心網(wǎng)絡簡稱為演進的分組核心網(wǎng)，LTE核心網(wǎng)略功能分為3個功能元素：移動性管理實體(MME)、服務機關(SGW)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(PGW)、其中PGW和SGW負責將2G、3G的網(wǎng)絡流量以及LTE流量發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)和其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中。2

核心技術

接入方式和多址方案、調制與編碼技術、智能天線技術、MIMO技術、基于IP的核心網(wǎng)、多用戶檢測技術。2

優(yōu)勢

速度快、頻譜寬、高質量、高效率、通信靈活、兼容性好、提供增值服務。2

5G移動通信網(wǎng)絡內涵5G移動通信是與4G移動通信技術相對而言的，是第四代通信技術的升級和延伸。從傳輸速率上來看，5G通信技術要快一些，穩(wěn)定一些，在資源利用方面也會將4G通信技術的約束全面的打破。同時，5G通信技術會將更多的高科技技術納入進來，使人們的工作、生活更加的便利。3

特點4G網(wǎng)絡推廣開始，一直到現(xiàn)在，通信行業(yè)已經(jīng)全面掌握了4G的核心技術，例如XLTE等。自3G開始，發(fā)展到4G最主要的不同之處就是速度快，4G在下載速度方面有了全新的改變，但是5G其下載速度會更突出，而且網(wǎng)絡連接也會更穩(wěn)定。具體來說，5G移動通信網(wǎng)絡的特點有五個方面：3

（1）關注用戶體驗。5G最突出的特點就是對用戶體驗高度重視，能夠將網(wǎng)絡的廣域覆蓋功能全面實現(xiàn)。倘若4G和3G對比，主要是速度提升，則5G和4G進行比較，其突出之處就是范圍更廣闊，能夠使無處不在的連接功能得以實現(xiàn)。也就是不管使用者人在哪里，使用的是何種設備，都能快速與網(wǎng)絡相連。3

（2）低功耗。結合白皮書的規(guī)定，5G會使低功耗得以實現(xiàn)。4G雖然從速度與4G相比有了明顯的改進，然而其使得手機電池的要求也發(fā)生了很大的變化。3

（3）對于通信管線設計中的現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)，可從勘察終端中活的，同時還需要注意在勘察終端中適當增加一定的設計數(shù)據(jù)，并講系統(tǒng)與GIS地圖進行有效結合，發(fā)揮管線視圖的功能?？辈鞌?shù)據(jù)表可通過系統(tǒng)成圖，然后再通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)表導出。管理人員通過對項目進行檢查，即得到與GIS相連的網(wǎng)絡視圖，準確了解項目勘察進度以及質量。3

（4）確定生產(chǎn)管理系統(tǒng)儲存管線概預算定額、管線施工所需材料的價格以及數(shù)據(jù)庫，并選擇適宜的計算方式對工程量進行計算，綜合考慮各方面影響因素制定完善的預算表格和設計模板。另外，還應該注意綜合考慮通信管線設計指標進行調整，最后利用計算機信息技術形成設計方案的說明文件。3

（5）加強管線設計管理以及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)管理，在此過程中，可采用全生命周期管理方式。對通信管線項目建設以及施工質量檢測驗收進行監(jiān)督管理，另外，還需要與運營商管理系統(tǒng)以及資源管理系統(tǒng)進行連接，進而實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)胡同。通過應用上述管理方式，能夠為用戶設計提供可靠依據(jù)。3

發(fā)展特征移動通信技術最明顯的特征就是移動性，該技術可以突破有線通信技術的限制，對復雜狀態(tài)下的傳播信號，進行優(yōu)化分析。但是，這種技術由于電磁波的傳輸不穩(wěn)定性，也會受到反射現(xiàn)象、折射現(xiàn)象、多普勒效應的復雜影響，產(chǎn)生多徑干擾的問題。同時，移動通信技術在噪聲環(huán)境與干擾環(huán)境當中，會存在相互影響的問題，這導致移動通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡結構日益復雜。隨著技術的不斷發(fā)展，移動通信設備的形態(tài)不斷升級，技術發(fā)展對設備的性能要求也不斷地提升。1

未來發(fā)展方向從美國國家新興安全局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，目前全球使用手機的人數(shù)已經(jīng)超過了30億。這一數(shù)據(jù)既體現(xiàn)了移動通信技術的發(fā)展，也對移動通信技術的未來提出了新的挑戰(zhàn)。1

移動通信信號覆蓋網(wǎng)絡的升級隨著人們對移動通信技術需求的不斷提升，更高質量的通信信號、更加穩(wěn)定的通信傳輸，已經(jīng)成為了移動通信技術未來發(fā)展的主要方向。目前，我國的第四代移動通信技術已經(jīng)基本覆蓋，這一技術與智能終端設備的連接，將世界的移動系統(tǒng)，打造成了一張看不見的通信網(wǎng)，改變了人們生活的方方面面，為人們提供了暢通的交流方式，并降低了人們選擇移動通信作為溝通方式的成本。目前，我國的第五代移動通信技術正在高速的發(fā)展當中，中國已經(jīng)成為了第五代移動通信標準的制定者之一。第五代移動通信技術的到來，標志著移動終端設備，將真正取代電腦等有線通信網(wǎng)絡，進行實時的語音傳輸、視頻傳輸，并保障用戶的隱私安全，為用戶提供更加真實、智能、自動化的信息傳輸服務。1

移動通信信號傳輸結構的升級第五代移動通信技術的發(fā)展，是移動通信技術與信息技術的高度融合，推動第五代移動通信技術的全面推廣，我們要對移動通信的結構進行一定程度的調整。1

(1)技術人員要在完善信息化系統(tǒng)的基礎上，促進信息化系統(tǒng)與其他工作系統(tǒng)的深度交流與深度融合。在保障信息傳輸速率穩(wěn)定性的基礎上，設置更加安全可靠的通信密碼解鎖方式，保障運用移動通信技術的用戶，可以獲得更加全面的安全防護。1

(2)相對于第四代移動通信技術，第五代移動通信技術的最高傳輸峰值可以達到每秒10GB。但是，這種傳輸速度只是一種理論上的速度，應用到實際商用階段，傳輸速度可能不足1/10。因而，技術人員要不斷突破發(fā)展方式上的限制，尤其是傳輸速率上的限制，提高具體應用的實際效率，推動第五代移動通信技術的商業(yè)發(fā)展。1

基站建設方式的轉變由于第五代移動通信技術具有高效的傳輸速度，因而，傳統(tǒng)的饋線傳播方式已經(jīng)不能滿足第五代移動通信技術，對于傳輸速度的要求。目前主流的第五代移動通信技術，采用基站建設的方式，對信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性進行升級。技術人員要不斷在這一方面進行努力，利用原有的信號傳輸基站，對第五代移動通信技術的傳輸方式進行升級。全面的考慮通信信息在傳輸過程當中的穩(wěn)定性與安全性，為用戶提供更加穩(wěn)定可靠的信息傳輸服務。技術人員可以利用多載波技術的發(fā)展，技術人員要提高對多載波技術發(fā)展成果的重視，將原本的數(shù)據(jù)傳輸信號方式進行轉化，通過數(shù)據(jù)流控制技術，將原有的通信數(shù)據(jù)進行調制。保障每一個數(shù)據(jù)傳輸信道上，都有比較可靠的子信道，對信息的傳輸進行細分。1

建設超密集異構網(wǎng)絡技術人員要深入地了解第五代移動通信技術的信號傳輸方式，與傳統(tǒng)的信號傳輸方式之間的區(qū)別，并利用多載波技術，提高信號傳輸過程當中的抗干擾能力，提高對于信號傳輸頻譜的利用效率。通過對射頻網(wǎng)絡的優(yōu)化控制，減少信號轉換過程與調制過程當中的損耗。從而保障第五代移動通信技術可以投入正常的商用，實現(xiàn)比較穩(wěn)定與成熟的數(shù)據(jù)轉換與信號調制控制。技術人員還要利用第五代移動通信技術的發(fā)展成果，建設超密集異構網(wǎng)絡，促進第五代移動通信技術投入到商用階段，提高商用第五代移動通信技術的傳輸效率。1

①異構網(wǎng)絡是現(xiàn)代化的移動通信網(wǎng)絡構建的形式之一，它可以針對不同的制造商，提供不同的信息傳輸設備，將計算機資源、網(wǎng)絡資源與系統(tǒng)資源整合在一起，通過異構網(wǎng)絡協(xié)議，實現(xiàn)不同功能的轉化應用。1

②超密集一股網(wǎng)絡是對傳統(tǒng)異構網(wǎng)絡技術的一種升級。技術人員可以采用頻譜高效利用的方式，提高對傳統(tǒng)異構網(wǎng)絡的利用效率。從而擴大第五代移動通信技術的覆蓋范圍，擴展移動通信網(wǎng)絡的實際容量，為用戶提供更加高效的頻譜利用服務。1

本詞條內容貢獻者為:

閆曉東 - 副教授 - 中央民族大學信息工程學院