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20世紀40年代到50年代產生了傳輸頻帶較寬、性能較穩定的微波通信,成為長距離大容量地面干線無線傳輸的重要手段。模擬調頻傳輸容量高達2700路,亦可同時傳輸高質量彩色電視信號;爾號逐步進入中容量至大容量數字微波傳輸。80年代中期以來,隨著頻率選擇性色散衰落對數字微波傳輸中斷影響的發現及一系列自適應衰落對抗技術與高狀態調制與檢測技術的發展,使數字微波傳輸產生了一個革命性變化。特別應該指出的是20世紀80年代到90年展起來的一整套高速多狀態自適應編碼調制解調技術與信息號處理及信號檢測技術,對現今衛星通信、移動通信、全數字HDTV傳輸、通用高速有線/無線接入,乃至高質量磁性記錄等諸多領域的信號設計與信號處理及應用,發揮了重要作用。隨著國民經濟和社會發展的信息化,人們要通信息化開創新的工作方式、管理方式、商貿方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫療保健方式以及消費與生活方式。無線通信也從固定方式發展為移動方式,移動通信發展至今大約經歷了五個階段;
1、無線通信技術的發展過程
回顧通信發展的歷史,我們發現了一個非常有趣有過程:1832年莫爾斯發明了電報,它傳送的信息是由眾所周知的點劃碼組成的,即人類最早的通信是采用數字方式進行的。以后貝爾又發明了電話,并由此造就一個電信產業。一個多世紀以來,以電話服務為主的電信業走了一條成功之路,取得了極大的發展。然而隨著人類社會的發展,電信業務也從早期的電報、電話發展到今天多種業務并存的局面,通信的規模也發生了翻天覆地的變化。隨著科學技術的發展,現代通信又進入了數字時代。20世紀90年代信息革命的浪潮,建設信息高速公路的號角聲,信息和知識爆炸式的增長,特別是因特網商用化后的迅猛發展,使傳統的電信業受到巨大的震動和沖擊。帶給我們的啟示是,問題的核心在于“信息”。在信息和知識已成為社會和經濟發展的戰略資源和基本要素的時代中,人們更加需要隨時隨地獲取信息,原來點對點的固定電話通信方式已遠不能滿足需求了。人類需要寬帶的無線通信技術,來滿足多媒體化、普及化、多樣化、全球化和個性化的信息交流。無線通信是指采用電磁波進行信息傳遞的通信方式。早在1897年,馬可尼使用800KHZ中波信號進行了從英國至北美紐芬蘭的世界上第一次橫跨大西洋的線無電報通信試驗,開創了人類無線通信的新紀元。在無線通信初期,受技術條件的限制,人們大量使用長波及中波進行通信。20世紀20年代初人們發現的短波通信,直到20世紀60年代衛星通信興起前,它一直是遠程國際通信的重要手段,并且目前對應急通信和軍用通信依然有一定實用價值。
第一階段為20年代初至50年代初,主要用于艦船及軍有,采用短波頻及電子管技術,至該階段末期才出現150MHZVHF單工汽車公用移動電話系統MTS.
第二階段為50年代到60年代,此時頻段擴展至UHF450MHZ,器件技術已向半導體過渡,大都為移動環境中的專用系統,并解決了移動電話與公用電話網的接續問題。
第三階段為70年代初至80年代初頻段擴展至800MHZ,美國Bell研究所提出了蜂窩系統概念并于70年代末進行了AMPS試驗。
第四階段為80年代初至90年代中,為第二代數字移動通信興起與大發展階段,并逐步向個人通信業務方向邁進;此時出現了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各類系統與業務運行,頻段擴展至900MHZ~1.9GHZ,而且除公眾蜂窩電話通信系統外,無線尋呼系統、無繩電話系統、集群系統、無中心多信道選址移動通信系統等各類移動通信手段適應用戶市場需求同時興起并各顯神通。
第五階段為90年代中至今,隨著數據通信與多媒體業務需求的發展,適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的第三代移動通信開始興起,其全球標準化及相應融合工作與樣機研制和現場試驗工作在快速推進,包括從第二代至第三代移動通信的平滑過渡問題在內。對于第三代移動TMT-2000紛紛參與標準的制定,經多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬蘭赫爾辛基召開的ITU-RTG8/1第18次會議上5類RTT技術標準共6種方案成為最終結果。中國的TD-SCDMA方案也已成為其中之一。應該指出,UTRAWCDMADS及TIAcdma2000MC的相應起步樣機已經誕生,包括以GSM、csmaOne后向兼容為基礎的第二代半過渡設備(G)EDGE、cdmaIS-95BHDR(2.4Mbit/s峰值速率,64QAM調制)及cdma2000-1X等亦已推出。
此外,為接續Internet移動游覽應用的無線應用協議(WAP)與無線連接技術藍牙(Bluetooth)已經產生。從網絡的角度來看,接入網可分成有線接入網和無線接入網、光纜同軸混合接入網、銅線電纜、對絞線、電話(一般為銅線)接入網等等;無線接入技術是近些年迅速發展起來的新技術領域,它從概念上產生了一個重大的飛躍,即不需要纜線類物理傳輸媒質而采用無線傳播手段來代替部分接入網甚至入網的全部,從而達到降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。無線接入網品種繁多,如移動衛生系統,蜂窩移動通信系統,集群通信系統,一點到多點微波通信系統,微波蜂窩的無線本地接入系統(PHS、PAS、PACS、DECT)等。短距離之內的接入技術主要有藍牙(Bluetooth)、紅外線、DECT、IEEE802.11和共享無線接入協議(SWAP)/HomeRF等系統。繼廣域網(WAN、Wind、AreaNetwork或城域網,MAN,MetropolitanAreaNetwork)、局域網(LAN,LocalAreaNetwork)之后,最近人們又提出了“無線個域網”(WPAN、WirelessPersonalAreaNetwork)。這一新概念將小范圍應用提升至網絡理論的高度。在短短的時間,WPAN成為一個受人矚目的新熱點,WPAN的研究組成立不到1上,就演變為IEEE的專門工作組IEEE802.5(即WPANWorkingGroup,于1999年3月成立),可見其受重視的程度。
比較而言,Bluetooth系統更具有代表性,它正根據WPAN的概念向前發展。事實上,Bluetooth和WPAN的概念相輔相成,Bluetooth已經是WPAN的一個雛形。從它最初由Ericsson,IBM,Inter,Nokia和Toshiba公司作為原始發起組織而推出,1年多時間已吸引了近2000個國際上有影響的公司參與。1999年底,美國的4家公司3COM,Lucent,Microsoft和Motorola,與上述5公司一樣作為Bluetooth的發起組織,使它在與SWAP、IEEE802.11等類似應用標準的競爭中脫穎而出,發展前景更加明朗。為了推動Bluetooth的發展,Bluetooth的標準是非專利的,Bluetooth已成為目前通信領域的一個新熱點,預計不遠的將來就可成為小范圍無線多媒體通信的國際標準。總之,無線通信技術前景一片光明。
2、我國無線通信技術的發展
當前,中國是世界各國通信技術運營商和設備制造商關注的焦點,大家都希望在中國的市場上占有自己的發展空間和市場份額。移動通信在中國發展十分迅速,中國移動通信的走向一直為世人所矚目。1987年11月,我國廣東正式開通了第一個TACS制式模擬蜂窩移動通信系統,實現了移動電話用戶“零”的突破。1994年底,廣東又首先開通了GSM數字蜂窩移動通信系統,至1995年,全國已15個省、市也相繼開通了GSM移動通信網。迄今為止,全國各省、自治區、直轄市面上都建設了GSM網,實現了國內和國際的全自動溫游。目前我國正在積極準備在21世紀初期開展第三代移動通信的商用試驗。
從1987年至今,我國移動電話用戶數的增長很快,尤其是GSM網更是以人們始料不及的速度在迅猛發展。這主要是因為GSM系統在技術和經濟方面均比TACS系統有較大的優勢,更重要的是我國在GSM運營領域引入了競爭機制,促進了GSM網的發展。我國的移動通信用戶已超過了8000萬,位居世界第二。