移動通信

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中的物體。

移動通信是進行無線通信的現代化技術，這種技術是電子計算機與移動互聯網發展的重要成果之一。移動通信技術經過第一代、第二代、第三代、第四代技術的發展，目前，已經邁入了第五代發展的時代(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] 

現代移動通信技術主要可以分為低頻、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台技術、基站技術、移動交換技術，對移動通信網絡內的終端設備進行連接，滿足人們的移動通信需求。從模擬製式的移動通信系統、數字蜂窩通信系統、移動多媒體通信系統，到目前的高速移動通信系統，移動通信技術的速度不斷提升，延時與誤碼現象減少，技術的穩定性與可靠性不斷提升，為人們的生產生活提供了多種靈活的通信方式。 ^[1] 

在過去的半個世紀中，移動通信的發展對人們的生活、生產、工作、娛樂乃至政治、經濟和文化都產生了深刻的影響，30年前幻想中的無人機、智能家居、網絡視頻、網上購物等均已實現。移動通信技術經歷了模擬傳輸、數字語音傳輸、互聯網通信、個人通信、新一代無線移動通信5個發展階段。 ^[2] 

(1)移動性

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

(2)電波傳播條件複雜

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

(3)噪聲和干擾嚴重

在城市環境中的汽車火花噪聲、各種工業噪聲，移動用户之間的互調幹擾、鄰道干擾、同頻干擾等。

(4)系統和網絡結構複雜。

它是一個多用户通信系統和網絡，必須使用户之間互不干擾，能協調一致地工作。此外，移動通信系統還應與市話網、衞星通信網、數據網等互連，整個網絡結構是很複雜的。

(5)要求頻帶利用率高、設備性能好。

功率控制技術是移動通信信息技術當中的關鍵之一，這種技術主要採用CDMA系統核心技術，通過自干擾系統，克服了由於移動通信網絡當中，信號台發射信號遠近的問題，造成的“遠近效應”，從而提高移動通信的質量，通過開環功率控制技術與閉環功率控制技術，提高移動台和基站的通信效能。 ^[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，提供互相關聯能力和編碼優化技術方案。通過m序列和地址碼，提高移動通信技術對於用户身份識別的準確性。 ^[1] 

移動通信技術當中的關鍵環節，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，減少噪音環境對於移動通信信息傳輸的負面影響，為用户提供更加清晰的話音。 ^[1] 

1984年模擬蜂窩業務建成投產，他可以在城市和城鎮中不同的區域內重複使用相同的頻率，不相鄰區域內的頻率重複使用是蜂窩增加容量的一個創新。AT&T的貝爾實驗室開發了第一代蜂窩服務技術。 ^[3] 

第二代數字通信服務仍為當前全球範圍內普遍採用的形式。2G業務比模擬移動業務提供的容量更多，在相同數量的頻譜中，因使用了複用接入技術可承載更多的語音流量。世界最流行的兩種2G空中接口是全球移動通信系統(UGSM)和碼分多址系統(CDMA)。 ^[3] 

GSM的優點在於全球範圍的廣泛普及。GSM是數字蜂窩通信標準，採用時分多路複用技術(TDM)。目前，T-Mobile和AT&T移動公司在美國經營GSM網絡。 ^[3] 

CDMA技術為每個呼叫分配一個獨特的代碼來複用頻譜，又稱之為擴頻技術，每個會活在發送時會被擴展到1.25MHZ帶寬的信道。CDMA可以以很低的成本提供語言數據出務，並可以使運營商更方便的升級到3G網絡。美國的高通公司在CDMA技術的商用領域擁有着絕對的領先地位。 ^[3] 

運營商對更大的容量和為用户提供更多可產生收益的功能的需求是推動3G網絡發展的主要動力。3G標準統稱為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。 ^[3] 

WCDMA是大多數GSM運營商從2G升級到3G時所選擇建設的3G業務。從GSM網路到WCDMA網路的最大開支是新建基站。3G網路使用更高頻率的頻譜，這便意味着在同樣的區域裏需要更多的基站才可保證網絡覆蓋。由於WCDMA是基於碼分多址接入而不是時分介入，因比GSM網絡升級到完全的3G業務還需要建設新的基礎設施。 ^[3] 

4G協議的標準由國際電信聯盟無線電通信組制定。WiMAX和LTE協議通常稱之為4G業務。開發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據傳輸數量的能力和使用移動網絡達到寬帶上網的能力。 ^[3] 

LTE核心網絡簡稱為演進的分組核心網，LTE核心網略功能分為3個功能元素：移動性管理實體(MME)、服務機關(SGW)、分組數據網網關(PGW)、其中PGW和SGW負責將2G、3G的網絡流量以及LTE流量發送到互聯網和其他數據網絡中。 ^[3] 

接入方式和多址方案、調製與編碼技術、智能天線技術、MIMO技術、基於IP的核心網、多用户檢測技術。 ^[3] 

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。 ^[3] 

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。 ^[4] 

4G網絡推廣開始，一直到現在，通信行業已經全面掌握了4G的核心技術，例如XLTE等。自3G開始，發展到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，而且網絡連接也會更穩定。具體來説，5G移動通信網絡的特點有五個方面： ^[4] 

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

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

（3）對於通信管線設計中的現網數據，可從勘察終端中獲得，同時還需要注意在勘察終端中適當增加一定的設計數據，並講系統與GIS地圖進行有效結合，發揮管線視圖的功能。勘察數據表可通過系統成圖，然後再通過網絡數據表導出。管理人員通過對項目進行檢查，即得到與GIS相連的網絡視圖，準確瞭解項目勘察進度以及質量。 ^[4] 

（4）確定生產管理系統儲存管線概預算定額、管線施工所需材料的價格以及數據庫，並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，最後利用計算機信息技術形成設計方案的説明文件。 ^[4] 

（5）加強管線設計管理以及網絡數據管理，在此過程中，可採用全生命週期管理方式。對通信管線項目建設以及施工質量檢測驗收進行監督管理，另外，還需要與運營商管理系統以及資源管理系統進行連接，進而實現信息數據衚衕。通過應用上述管理方式，能夠為用户設計提供可靠依據。 ^[4] 

5G是最新一代蜂窩移動通信技術，特點是廣覆蓋、大連接、低時延、高可靠。和4G相比，5G峯值速率提高30倍，用户體驗速率提高10倍，頻譜效率提升3倍，移動性能達到支持500公里時速的高鐵，無線接口延時減少90%，連接密度提高10倍，能效和流量密度各提高100倍，能支持移動互聯網和產業互聯網的各方面應用。

5G技術目前主要有三大應用場景。一是增強移動寬帶，提供大帶寬高速率的移動服務，面向3D/超高清視頻、AR/VR（增強現實、虛擬現實）、雲服務等應用。二是海量機器類通信，主要面向大規模物聯網業務，智能家居、智慧城市等應用。三是超高可靠低延時通信，將大大助力工業互聯網、車聯網中的新應用。 ^[5] 

移動通信技術最明顯的特徵就是移動性，該技術可以突破有線通信技術的限制，對複雜狀態下的傳播信號，進行優化分析。但是，這種技術由於電磁波的傳輸不穩定性，也會受到反射現象、折射現象、多普勒效應的複雜影響，產生多徑干擾的問題。同時，移動通信技術在噪聲環境與干擾環境當中，會存在相互影響的問題，這導致移動通信系統和網絡結構日益複雜。隨着技術的不斷髮展，移動通信設備的形態不斷升級，技術發展對設備的性能要求也不斷地提升。 ^[1] 

北京時間2021年1月27日晚間消息，截至2021年1月，全球手機用户數量為52.2億，互聯網用户數量為46.6億，而社交媒體用户數量為42億。 ^[6] 

隨着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、更加穩定的通信傳輸，已經成為了移動通信技術未來發展的主要方向。目前，我國的第四代移動通信技術已經基本覆蓋，這一技術與智能終端設備的連接，將世界的移動系統，打造成了一張看不見的通信網，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，並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展當中，中國已經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，標誌着移動終端設備，將真正取代電腦等有線通信網絡，進行實時的語音傳輸、視頻傳輸，並保障用户的隱私安全，為用户提供更加真實、智能、自動化的信息傳輸服務。 ^[1] 

第五代移動通信技術的發展，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的基礎上，促進信息化系統與其他工作系統的深度交流與深度融合。在保障信息傳輸速率穩定性的基礎上，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户，可以獲得更加全面的安全防護。 ^[1] 

(2)相對於第四代移動通信技術，第五代移動通信技術的最高傳輸峯值可以達到每秒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發展。 ^[1] 

由於第五代移動通信技術具有高效的傳輸速度，因而，傳統的饋線傳播方式已經不能滿足第五代移動通信技術，對於傳輸速度的要求。目前主流的第五代移動通信技術，採用基站建設的方式，對信號傳輸的穩定性進行升級。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定性與安全性，為用户提供更加穩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展，技術人員要提高對多載波技術發展成果的重視，將原本的數據傳輸信號方式進行轉化，通過數據流控制技術，將原有的通信數據進行調製。保障每一個數據傳輸信道上，都有比較可靠的子信道，對信息的傳輸進行細分。 ^[1] 

技術人員要深入地瞭解第五代移動通信技術的信號傳輸方式，與傳統的信號傳輸方式之間的區別，並利用多載波技術，提高信號傳輸過程當中的抗干擾能力，提高對於信號傳輸頻譜的利用效率。通過對射頻網絡的優化控制，減少信號轉換過程與調製過程當中的損耗。從而保障第五代移動通信技術可以投入正常的商用，實現比較穩定與成熟的數據轉換與信號調製控制。技術人員還要利用第五代移動通信技術的發展成果，建設超密集異構網絡，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異構網絡是現代化的移動通信網絡構建的形式之一，它可以針對不同的製造商，提供不同的信息傳輸設備，將計算機資源、網絡資源與系統資源整合在一起，通過異構網絡協議，實現不同功能的轉化應用。 ^[1] 

②超密集一股網絡是對傳統異構網絡技術的一種升級。技術人員可以採用頻譜高效利用的方式，提高對傳統異構網絡的利用效率。從而擴大第五代移動通信技術的覆蓋範圍，擴展移動通信網絡的實際容量，為用户提供更加高效的頻譜利用服務。 ^[1]