张天仰
摘 要：移动通信技术是近40年来发展最快的技术之一，并且在日常生活中的应用也十分广泛。为了更好的控制与掌握移动通信技术，本文对移动通信技术进行了介绍，并对其发展历程及原理做了简单的描述，对其在各个方面的应用和未来的发展趋势展开了讨论。
关键词：移动通信技术;发展历程;前景展望
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）08-0058-02
0引言
随着通信技术和信号处理技术的高速发展，移动通信技术普及率越来越高，是人们日常生活中普遍能接触到的高端技术之一。但是人们对于移动通信技术的了解十分有限，而且随着应用领域的扩大，其发展中的问题也逐渐显露出来，因此有必要对移动通信的发展历程和关键技术做一些介绍，希望可以为其普及和发展作出贡献。
1 移动通信技术概述
1.1 移动通信技术分类
移动通信技术大致可以分为陆地、水上和航空移动通信技术三大类，其中陆地通信的特征最明显，比如技术领域广泛、新颖，实现难度较高，网络抗干扰能力强，并且也是与我们生活密切相关的一类。陆地移动通信主要包括蜂窝移动通信、Skyline电话、无线寻呼、集群移动通信、非中心定位通信、卫星移动通信等[1]，这些通信技术手段的应用大大的缩短了人与人之间的距离，为各种移动通信的连接和发展提供了许多便利。
1.2 发展历程
迄今为止，通信技术的发展已经经历了四代[2]。第一代移动通信技术（1G）：主要基于模拟通信技术，并且第一代移动终端统称为“Big Brother”;第二代移动通信技术（2G）：2G技术实现了模拟通信向数字通信的转换，而这个时代主要的移动通信终端是以诺基亚手机为代表的GSM手机;第三代移动通信技术（3G）：3G实现了以窄带网络通信技术为基础的通信网络，但是它的传输速率非常低，所以未能普及开来;第四代移动通信技术（4G）：这是一种可以将窄带指向宽带的通信技术，同时通信网络还集成了3G和无线局域网，使得下载和上传速度都大大的超过了以前的通信技术，带动了移动通信相关产业的大变革。
随着3G和4G移动通信技术的大规模应用与相关技术的不断成熟，工业界和学术界已经开始考虑下一代通信技术（5G）的研发和部署，5G即将成为2020年后新一代智能移动通信系统的中坚技术，而且早在2013年底，中国移动、中国联通和中国电信等通信技术公司就正式发布了分时长期演进技术（TD-LTE），我国已经在5G的发展上处于先锋位置。
2移动通信技术原理简介
1G到5G技术原理简介[3]：
第一代移动通信系统的主要特点是模拟技术和频分多址（FDMA）技术，用来提供模拟语音服务，但是由于传输带宽的限制，它只能是区域移动通信系统，因此不能提供移动通信的长途漫游服务。1G是一种基于电路交换的移动数据业务，应用的技术手段主要是网络技术数据化、分组化;还有一种是基于分组交换型的移动数据业务，比如Datatac、Mobile等。1G技术有许多缺点，如格式过多、不兼容、保密性差、易受干扰、通信质量差、无法提供自动漫游服务等，而且模拟技术的应用使得通信系统的容量非常有限，这些先天的技术缺陷使其无法大规模推广应用。
第二代移动通信系统是从20世纪90年代初到现在广泛使用的数字移动通信系统，该系统是以数字技术为基础，采用数字时分多址（TDMA）技术和码分多址（CDMA）技术为主体的移动经营网络。现在世界上主要采用第二代GSM和CDMA这两种系统，GSM系统具有标准化程度高、接口开放的特点，频率范围在900～1800MHz之间;而窄带CDMA指码分多址技术，是一种以扩频通信为基础的移动通信多址技术，具有容量大、覆盖好、话音质量好、辐射小等优点。但是由于2G的移动通信标准和模式不统一，使得用户只能在系统的同一覆盖范围内漫游，这是该系统的主要缺点。
第三代移动通信系统是多媒体通信系统，在Internet天线视像、多媒体服务、cdma2000承载服务、IMT-2000商用化等方面做的很好，其中使用的主流技术主要有WCDMA、CDMA2000、和TD-SCDMA技术。WCDMA是一种直扩（mc）模式，利用码分多址复用方法的宽带扩频来构成移动通信空中接口，同时加入GPRS的分组交换实体技术;CDMA2000则源于CDMA（is-95）系统技术，采用多载波方式，可以支持多种业务;而TD-SCDMA是集CDMA、TDMA、FDMA和SDMA于一体的同步码分多址技术，包括智能天线、联合检测、接力切换、下行包交换和软件无线等技术。
第四代移动通信系统，也就是我们熟悉的4G，提供的服务主要包括宽带无线固定接入、WLAN、移动宽带系统和交互式广播网络等，该系统还将3G和WLLA集于一体，从而能够传输高质量的视频图像和电视图像。它的网络结构大致可分为物理网络层、中间环境层和应用网络层三层，其中物理网络层提供访问和路由功能;中间环境层作为映射、地址转换、安全管理等的桥梁层;应用网络层和中间环境层一起为第三方开发新业务提供开放的接口。
第五代移动通信技术目前还处于技术标准的研究阶段，没有被广泛应用，但是前景十分广阔。5G有着频增利用率高、通信系统完善、设计理念先进等特点，具有更高的速率、更宽的带宽、更高的可靠性和更低的时延。
3 移动通信关键技术和应用
移动通信技术具有数据传输速率较快，通信方式灵活，网络智能化程度高，多媒体通信质量高等特点，移动通信关键技术也有很多，应用范围也十分广泛。
3.1 移动通信关键技术应用——MIMO
MIMO是指在发送机和接收机之间采用多个无线收发器来建立多个信道通道，从而能够在不增加宽带的情况成倍改善UE的通信质量或提高通信效率的技术[4]，MIMO技术的主要作用有两个：一是通过为系统提供空间复用增益来提高信道容量;二是提升空间分集增益来防止信道衰落。随着移动通信技术的不断进步、技术标准不断更新发展、用户需求的不断增加，4G系统将难以满足未来移动通信的应用需求，而MIMO数据传输速率理论上可以提升到1Gbps，这也为5G技术的开展奠定了坚实的基础。5G技术大量应用了单位比特消耗MIMO技术，但是在目前的小区蜂窝天线配置模式下，MIMO传输系统会出现频谱和功率提升的问题，为此，通信工作者提出用大规模陈列天线替代蜂窝天线，由此形成大规模的MIMO无线通信环境，从而改善相关问题。
3.2 移动通信关键技术应用——多用户检测功率控制系统
多用户检测技术最早用来进行高斯噪音背景下的最优多用户检测，由于该技术运算复杂度高，之前并没有推广应用，但随着移动通信用户数的不断增长，该技术才逐渐被重视起来。移动通信技术中的多用户检测系统主要由用户信号之间的扩频建立的连接来实现检测功能;而功率控制主要用于控制发送功率，主要是控制上行链路信号和下行链路信号之间的功率，这样就能够平衡基站接收的用户信号的强度，从而提高通信质量和稳定性[5]。
3.3 移动通信在生活中的作用
无论我们有没有注意，移动通信已经深入到了我们的生活当中，如果你了解移动通信在生活中到底扮演了什么角色，你就可以感到平日的日子是那么的不平凡。在你起床后，移动通信的作用就会存在你的一天生活中，你可以用手机操作来购物、查询天气和道路情况等;在你使用汽车时，全球定位系统（GPS）会实时为你提供各种信息，同时你可以通过E-zpass让收费站与车辆之间建立起无线传输，完成自动缴费;工作时，你的手机可以充当门禁卡功能，它可以将你的工作信息反馈到后台，比如上班时间等;而在任何时候，只要有信号，你就可以通过手机等终端去联系你的亲朋好友来沟通感情、预约各种活动等。由此可见，移动通信已经影响到了我们生活的方方面面。并且除了在生活中的应用之外，移动通信技术在国防科技、交通领域都有着广泛的应用，是社会生活中不可缺少的技术。
4 移动通信技术未来发展及展望
当前移动通信技术在未来的发展方向有：交互干扰控制技术、多用户识别技术和自愈合性网络技术。随着移动通信技术应用范围的不断扩大，人们对通信的稳定性的要求也在不断提升，这就需要不断升级交互干扰技术，使得系统的抗干扰能力能够满足要求;许多用户同时访问网络的过程中，就会产生一定的信号延迟问题，所以采用多用户识别技术十分重要;而为了完善新一代移动通信技术，可以采用自愈合性网络技术，让系统可以自行的分析，并且提出解决方案[6]。
随着技术的进步和完善，移动通信技术数据传输速度会不断上升，新一代移动通信技术的网络宽带也可以得到保障，并且系统综合性和智能化也会更加完善，比如将人工智能技术应用到移动通信系统中来，就可以大大提升系统的智能水平。
5 结语
随着数据化时代的到来，信息交流日益频繁，数据传输规模不断扩大，移动通信技术正在发挥着越来越重要的作用。在不久的将来5G便会出台，作为新一代的知识分子们应当努力学习提高自身科学文化素养，推动科技进步，让移动通信技术在科技发展中奋勇争先，更好地服务人民，推动文明的进步。
参考文献
[1] 解梅.移动通信技术及发展[J].电子科技大学学报，2003，32（2）：111-115.
[2] 江宇.移动通信技术发展的回顾和展望[J].科技资讯，2007（7）：48-49.
[3] 张弢.小议移动通信技术原理与发展[J].企业文化旬刊，2012（11）：183.
[4] 张妙琴.浅谈移动通信技术[J].保山学院学报，2001，20（4）：53-56.
[5] 张炜，戎蒙恬.移动通信数据业务的功率控制[J].通信技术，2001（6）：79-81.
[6] 李章明.5G移动通信技术及发展趋势的分析与探讨[J].广东通信技术，2015，35（4）：44-46.
