移动通信的技术发展及应用

郝央纪+刘相如+龙珊

移动通信是当前信息技术领域发展最活跃的分支之一，其在军事通信中的应用价值正日益凸显。尤其近来，最为热门的第三代数字移动通信系统（3G）实现了宽带数据信息传输，使各国信息产业界对发展3G均情有独衷，一些业界专家尤其对发展3G手机格外青睐。那么何谓3G？它和军事通信发展有何联系？还需进一步了解移动通信的技术发展及用途，以给我们带来更多的便利。

一、第一代移动通信（1G）

所谓1G，英语是一代、世代的意思，中文含义是指第一代移动通信系统。随着1895年俄国物理学家波波夫发明了世界上首部无线电接收机以来，世界通信技术便揭开了崭新的一页，从此人类迎来了利用无线电波进行远距离通信的新时代。

无线通信与移动通信都是靠无线电波进行通信的，所以它们既有联系又有区别。移动通信肯定是无线通信，移动通信涵盖了无线通信的基本技术，但无线通信侧重于无线通，而移动通信更注重于移动性，突出动中通、优质通、个人通。正因为如此，移动通信对无线电波频率的选择更加谨慎，要求更高，大都选择超短波以上的工作频段。从20世纪20年代至40年代初，移动通信就有了初步的发展，不过当时的移动通信使用范围非常小，主要使用对象是船舶、飞机、汽车等专用移动通信以及运用在军事通信中，使用的频段主要是短波段。

人们所称的第一代移动通信（1G），则是诞生于20世纪70年代至80年代，当时集成电路技术、微型计算机和微处理器技术快速发展，美国贝尔实验室推出了蜂窝式模拟移动通信系统，使得移动通信真正进入了个人领域。具有代表性的有美国的AMPS系统、英国的TACS系统、北欧的NMT系统、日本的NAMTS系统等。第一代移动通信（1G）以模拟调频、频分多址为主体技术，又称为模拟移动通信。它包括以蜂窝网系统为代表的公用移动通信系统，以集群系统为代表的专用移动通信系统以及无绳电话等。由于受模拟通信体制和技术水平的限制，当时手机就成了俗称的“砖头”式“大哥大”。

二、第二代移动通信（2G）

为了使移动通信快速向小型化、便携化以及个人化方向发展，移动通信采用了数字技术。第二代移动通信（2G）以数字传输、时分多址（TDMA）或码分多址（CDMA）为主体技术，有时也称数字移动通信。它包括数字蜂窝系统、数字无绳电话系统和数字集群系统等。国际上普遍进入商用和具有典型代表性的数字蜂窝移动通信系统是欧洲的GSM系统和美国的IS-95CDMA系统；典型的数字无绳电话系统有欧洲的DECT系统和日本的PHS系统；典型的数字集群系统有欧洲的TETRA系统、美国MOTOROLA公司的IDEN系统以及欧洲的GSM-R系统。这一时期的移动通信系统是一个不断完善的过程，已经开始朝着服务优质化，系统大容量化，信息传输实时化，控制与交换更加自动化、程控化、智能化的方向发展，其手持机的耗电量、重量、体积已大大缩小，其服务质量也达到了很高的水平。

2G与1G相比，最主要的优点是引入了数字通信技术，使频谱利用率更高。因为1G采用FDMA方式，即以频率区分不同的用户，一个频段仅能提供一个用户使用。而2G采用TDMA方式，以时隙区分不同的用户；或者采用CDMA方式，以正交码字区分不同的用户，其特点是频率和时间资源均为共享，使得通信用户增加了，系统容量扩大了，频谱利用率提高了。因此，各国都先后引入了第二代移动通信系统，即GSM系统，并开始广泛运行，这不仅是世界电信技术发展形势所趋，而且也是军民应用领域对移动通信的时代要求。

CDMA是Code Division Multiple Access的缩写，全称码分多址。CDMA数字蜂窝移动通信系统是以码分多址技术为核心的公用数字蜂窝移动通信系统，又称码分多址数字移动通信系统。基于IS-95标准的移动通信系统简称为IS-95CDMA系统或Q-CDMA系统，俗称CDMA网或C网。IS-95标准已经成为CDMA移动通信的核心标准，世界上许多国家都以此为蓝本生产和建设码分多址数字移动通信系统。我国的IS-95CDMA蜂窝移动通信系统主要使用800MHz频段，其中825-849MHz用于用户到基站的上行链路，870-894MHz用于基站到用户的下行链路，信道带宽为1.25MHz。系统采用频分双工模式（FDD）和CDMA/FDMA的混合接入模式，调制方式为QPSK，话音编码速率为8Kbps。目前中國联通使用的上行频段为825-835MHz，下行频段为870-880MHz。CDMA数字蜂窝移动网与其它的蜂窝移动网相比，CDMA网具有频率利用率高、容量大、发射功率低、软切换、通信质量好、保密性强等许多优点，因而在军事通信中得到了很好的应用。

三、第三代移动通信（3G）

1G只能提供语音业务服务，2G不仅能提供语音业务服务，而且还能提供文字数据服务，但它们都无能力提供大容量的图象数据服务，因为传输图象信息需要综合化、宽带化的信息通道。于是，人们开始开发第三代移动通信系统（3G）。所谓3G，是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来的新一代移动通信系统，这种系统能够处理图像、音乐、视频播放、提供网页浏览、电话会议、电子商务等综合信息服务。它要求无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中都能够分别支持至少2Mbps、384Kbps以及144Kbps的传输速度。而3G手机完全是通信技术和计算机技术相融合的高科技产物，和此前的手机相比，其差别实在是太大了。因此，越来越多的人开始称呼这类新的移动通信产品为“个人通信终端”。

3G手机有一个超大的彩色显示屏，可采用触摸式。3G手机除了能完成高质量的日常通信外，还能进行多媒体通信，用户可以在3G手机的触摸显示屏上直接写字、绘图，并将其传送给另一部手机，而所需的时间几乎不到一秒钟。当然，也可以将这些信息传送给一台电脑，或从电脑中下载某些信息；用户还可以用3G手机直接上网，查看电子邮件或浏览网页；还有不少型号的3G手机自带摄像头，这将使用户可以利用手机进行电脑会议，甚至使数码相机成为一种“多余”。

3G移动通信以提供移动多媒体业务为主要特征，能够提供目前只有固定接入才能实现的更先进的通信业务和“全球漫游”，从而为全球移动用户开创更广泛的市场，挖掘更大的用户设备通用潜力，大大提高经济和军事效益。3G通信是移动通信市场经历了第一代模拟技术移动通信业务的引入，在第二代数字移动通信市场蓬勃发展中被提上日程的。在当今Internet数据业务不断升温的热潮中，在多媒体数据固定接收速率不断提升的背景下，3G移动通信系统已经展示了未来发展的曙光，因此为各国所关注。

四、第四代移动通信（4G）

20世纪末出现的因特网标志着人类社会进入了一个崭新的信息时代。在这个时代，人们对信息的需求急剧增加，信息量像原子裂变一样呈爆炸式增长，传统的通信技术已很难满足不断增长的通信容量的需求，于是一些新兴的通信技术开始孕育而生。但是，由于各个通信商家的利益得不到很好的协调，这些新兴的通信技术如今已被分化成了几大阵营。然而，统一的呼声日高，目前相互兼容的移动通信技术——第四代移动通信标准（亦称后三代移动通信标准）已在业界萌动。

而今，3G移动通信的高速发展正在引领军事通信的新变革，将会有效地解决军事通信系统综合集成的许多关键问题，从而为实现未来军事联合作战一体化、信息化、可视化、远程化、小型化、机动化和高效化开辟广阔前景。endprint