带你读《6G重塑世界》第一章移动通信发展概述1.1移动通信技术的特点与面临的挑战-阿里云开发者社区

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带你读《6G重塑世界》第一章移动通信发展概述1.1移动通信技术的特点与面临的挑战

简介: 《6G重塑世界》第一章移动通信发展概述1.1移动通信技术的特点与面临的挑战
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人类诞生之初,就有了通信的需求。从本质上看,通信就是人与人之间的相互沟通。通信技术的进步,就是人类不断突破空间与时间的限制、不断丰富沟通的形式和内容、不断加强相互之间联系的过程。电报的出现,使得文字信息可以迅速传递数百乃至数千千米的距离;电话的发明,使得人类可以进行及时的语言沟通;而开始于20 世纪 70年代的移动通信,更是使人类真正向随时随地沟通的理想迈近了一大步,使信息沟通的渠道前所未有的通畅。

移动通信作为一个高度技术化的产业,先进技术的高效应用和国际标准化在其发展历程中起到了至关重要的作用。本章首先分析移动通信技术的特点与面临的挑战,然后简单回顾了移动通信系统的发展历程。


1.1移动通信技术的特点与面临的挑战


移动通信的发展非常迅速,智能手机已经成为人们不可或缺的通信工具和社交平台。移动通信能够提供随时随地通信的便利,但相对于具有稳定传输介质的有线通信,它也面临着许多独有的技术挑战,必须适应移动通信的技术特点,才能真正提供令人满意的服务。


第一,移动通信技术必须适应复杂多变的移动通信传播环境。

由于通信的一方、双方或多方是移动的,使用无线电波作为媒介进行传输就成为了唯一可行的方法。电磁波在通信的各方之间传输,遇到障碍物会产生反射、折射和衍射等现象,穿透墙壁、窗户等障碍物会使其强度削弱,降雨、汽车和人的走动也会导致传输条件的极大变化。在汽车、火车等高速移动的交通工具上的通信则使得这些变化更加迅速和剧烈。移动通信技术要在所有可能的环境中正常工作,就必须具有很强的适应性与稳健性。


第二,无线频谱资源是开放和共享的,干扰控制就成为移动通信系统设计的重中之重。

同一区域内所有的移动通信用户使用同一个媒介:相同或不同频率的电磁波。不同系统和用户间不可避免地会产生相互干扰。为了使通信顺畅地进行,就必须把干扰控制在一个可接受的范围内。如何给尽可能多的用户提供服务,同时使每个用户所遭受的干扰又不至于影响其通信质量,是移动通信系统设计的一个难题。


第三,适合进行移动通信的频谱资源非常有限。

如果观察一下各国管制机构对无线电频谱的划分,就可以发现真正能够用于移动通信的频谱资源并不充裕。适合移动通信的频率主要分布在 6GHz以下,且很大部分已分配给无线电导航、雷达、卫星、工业科学医疗和 GPS等应用。更低的频率大多已经被更早出现的无线电技术(如广播、电视和对讲机等)占据。通信的频段越高,可用的带宽越大,能提供的通信速率就越高,但是传播损耗也会越大,不能覆盖很长的距离,甚至一堵墙就能把信号完全阻隔,导致建网成本就越高。因此,更高频率的频谱在蜂窝移动通信系统中的应用受到限制。


此外,移动通信还受到其他方面因素的限制,如需考虑对人体健康的影响,移动通信设备的发射功率必须保证不对人体健康产生危害。

综上所述,使用有限的频谱资源,为尽可能多的用户提供有吸引力的服务,是移动通信技术发展的核心目标。在多重限制条件下进行优化设计,则是移动通信必须面对的挑战。

 

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