1978年，美國貝爾實驗室研製出先進行動電話系統(AMPS)。此後，其它工業化國家相繼開發出蜂窩式行動通訊網。對於靠模擬通訊的1G時代來說，這一技術是一個重大的突破，從此行動通訊開始得到了飛速的發展。時至21世紀，行動通訊標準從1G發展到2G、3G以及到現在普遍流行的4G，並在未來即將出現5G通訊技術，通訊速度與通訊質量得到極大的提高，給人們的生活和社會的發展帶來極大的便利。本文回顧了從2G到4G每一代通訊標準的詳細技術方法，用發展的眼光研究無線通訊歷程，對每個通訊時代的特點進行總結與改進，並提出對未來通訊技術的展望。

回顧無線通訊的技術的發展歷程，可以用2、3、4G通訊技術的出現作為分隔來討論。

一、2G行動通訊標準

2G移動通訊技術採用數字訊號傳輸，比以前的模擬訊號傳輸速度更快、更穩定、距離更長。2G通訊技術以 GSM、IS-95為代表，相對於模擬行動通訊，2G提高了頻譜利用率，支援多種業務服務，並與ISDN等相容。第二代移動通訊系統的服務主要是話音和低速資料的傳輸業務，因此又稱窄帶數字通訊系統。 GSM(全球移動通訊系統)發源於歐洲，它以全球數字蜂窩通訊的DMA為標準而設計，GSM的特點有如下幾點：1.支援64Kbps的資料速率，可與ISDN互連2.使用900MHz頻帶，使用1800MHz頻帶的稱為DCS1800。3.採用FDD雙工方式和TDMA多址方式，每載頻支援8個通道，訊號頻寬200KHz。4.標準體制較為完善，技術相對成熟，不足之處是相對於模擬系統容量增加不多，僅僅為模擬系統的兩倍左右，無法和模擬系統相容。美國的IS-95A的特點有：1.使用800MHz頻帶。2.指定使用CDMA多址方式。

在有效性與可靠性方面，2G行動通訊的加密程度較弱，對通訊資訊保密能力不強，容易被攻擊者監聽。

二、3G行動通訊標準

第三代行動通訊最早由國際電信聯盟(ITU)於1985年提出，系統工作在2000MHz頻段，最高業務速率可達2000kbps，當時預期在2000年左右得到商用，目標是移動寬頻多媒體通訊。第三代行動通訊標準以CDMA為核心技術。3G無線傳輸技術的特點有：1.傳輸速率高、支援多媒體業務。2.對於不同的通訊環境：室內環境至少2Mbps，室內外步行環境至少384kbps，室外車輛運動中至少144kbps，衛星移動環境至少9.6kbps。3.傳輸速率能夠按需分配， 上下行鏈路能適應不對稱的需求。

第三代行動通訊的核心技術是CDMA，其主要分為WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA，其中也包括我國提出的TD-SCDMA技術。它們各自的特點是：1.CDMA2000採用直接序列擴頻分碼多重進接和頻分雙工方式，在EV-DO Rel A版本中可以在1.25MHz的頻寬內提供高達3.1Mbps的下行資料傳輸速率。2. WCDMA採用直接序列擴頻分碼多重進接和頻分雙工方式，以R99/R4為基礎版本，在擴充套件版本R5,R6中，可以以5MHz的頻寬，提供高達21Mbps的使用者資料傳輸速率。3.TD-SCDMA採用時分雙工TDD與FDMA/TDMA/CDMA相結合的技術，其基礎版本為R4，可以在1.6MHz的頻寬內，提供高達384kbps的使用者資料傳輸速率。

 第三代行動通訊最大特點是移動終端智慧化，其有效性與可靠性比2G得到顯著提升，對於通訊的加密保護和抗干擾能力方面表現優秀，有效性與可靠性高。

三、4G行動通訊標準

在3G技術之後人們發明了名為LTE的通訊技術，但LTE並不是4G（第四代移動通訊系統）。LTE英文全稱Long Term Evolution，即長期演進，是3G技術和4G技術的過度，可以稱它為3.9G。真正的4G始於2012年。2012年1月20號，國際電信聯盟ITU通過了4G （IMT-Advanced）標準，共有4種，分別是LTE，LTE-Advanced，WiMAX以及WirelessMAN-Advanced。我國自主研發的TD-LTE則是LTE-Advanced技術的標準分支之一，在4G領域的發展中佔有重要席位。4G行動通訊的主要特點有：1.採用OFDM正交頻分複用技術。通訊速度是3G 通訊速度的數十倍乃至數百倍，通訊方式非常靈活多變。2. 採用軟體無線電技術。可以使用軟體程式設計取代相應的硬體功能，通過軟體應用和更新即可實現多種終端通訊的無線通訊。3.使用智慧天線技術和MIMO技術，在傳送端和接收端都可以同時利用多個天線工作，傳輸和接收資訊。

對於現行多種多樣的4G技術標準，它們在演化和標準化的過程中也將不斷產生對抗與融合。使4G通訊成為更加穩定、效率更高的主流通訊技術，如今行動通訊已經進入了4G通訊普及的時代，4G通訊的高傳輸率和高安全性以及較低的誤位元速率讓行動通訊有了更大的發展空間，4G行動通訊支撐起了現在的高度發達的手機和軟體產業，成為智慧時代的重要基石。

四、5G移動通訊技術

2013年初，歐盟在第7框架計劃啟動了面向5G研發的專案，從此5G技術開始進入研究階段。在數字化、全球化趨勢越發劇烈的背景下，對行動通訊的需求也隨之提高，4G通訊需要發展更高的通訊速率和可靠的通訊能力，5G時代即將來臨，隨之而來的便是要對5G的實現做出可行的想象和具體的研究。在新的資訊時代，5G通訊會具有以下的特點：1.5G移動通訊技術將擁有更高的使用者體驗、網路平均吞吐速率和傳輸時延。2.5G移動通訊技術使用更高頻段的頻譜3. 5G行動通訊的核心技術主要是高密度無線網路(high density wireless network) 技術與大規模MIMO的無線傳輸技術等。

總結

移動通訊技術經過20多年的發展，從原來只能傳輸模擬聲訊號到如今成為資訊時代各種資訊形式傳播的重要基石，通過一代代的吸取經驗與不斷改良，使通訊能力飛速提升。5G行動通訊專案面臨的主要難題是高維度通道建模與估計以及複雜度控制。在將來的研究中，隨著對5G核心技術的難題的不斷破解，技術研究與標準制定不斷完善，5G移動通訊技術會成為將來行動通訊的主流，在數字資訊時代創造更多的可能性，促進社會的進一步發展。

參考文獻：[1]曲簫揚-2G、3G、4G行動網路優化之異同分析

                   [2]尤肖虎-5G行動通訊發展趨勢與若干關鍵技術

                   [3]劉婷婷-淺談4G移動通訊系統的關鍵技術與發展