帶你讀《6G重塑世界》第一章移動通信發展概述1.1移動通信技術的特點與面臨的挑戰

人類誕生之初，就有了通信的需求。從本質上看，通信就是人與人之間的互相溝通。通信技術的進步，就是人類不斷突破空間與時間的限制、不斷豐富溝通的形式和内容、不斷加強互相之間聯系的過程。電報的出現，使得文字資訊可以迅速傳遞數百乃至數千千米的距離；電話的發明，使得人類可以進行及時的語言溝通；而開始于20 世紀 70年代的移動通信，更是使人類真正向随時随地溝通的理想邁近了一大步，使資訊溝通的管道前所未有的通暢。

移動通信作為一個高度技術化的産業，先進技術的高效應用和國際标準化在其發展曆程中起到了至關重要的作用。本章首先分析移動通信技術的特點與面臨的挑戰，然後簡單回顧了移動通信系統的發展曆程。

1.1移動通信技術的特點與面臨的挑戰

移動通信的發展非常迅速，智能手機已經成為人們不可或缺的通信工具和社交平台。移動通信能夠提供随時随地通信的便利，但相對于具有穩定傳輸媒體的有線通信，它也面臨着許多獨有的技術挑戰，必須适應移動通信的技術特點，才能真正提供令人滿意的服務。

第一，移動通信技術必須适應複雜多變的移動通信傳播環境。

由于通信的一方、雙方或多方是移動的，使用無線電波作為媒介進行傳輸就成為了唯一可行的方法。電磁波在通信的各方之間傳輸，遇到障礙物會産生反射、折射和衍射等現象，穿透牆壁、窗戶等障礙物會使其強度削弱，降雨、汽車和人的走動也會導緻傳輸條件的極大變化。在汽車、火車等高速移動的交通工具上的通信則使得這些變化更加迅速和劇烈。移動通信技術要在所有可能的環境中正常工作，就必須具有很強的适應性與穩健性。

第二，無線頻譜資源是開放和共享的，幹擾控制就成為移動通信系統設計的重中之重。

同一區域内所有的移動通信使用者使用同一個媒介：相同或不同頻率的電磁波。不同系統和使用者間不可避免地會産生互相幹擾。為了使通信順暢地進行，就必須把幹擾控制在一個可接受的範圍内。如何給盡可能多的使用者提供服務，同時使每個使用者所遭受的幹擾又不至于影響其通信品質，是移動通信系統設計的一個難題。

第三，适合進行移動通信的頻譜資源非常有限。

如果觀察一下各國管制機構對無線電頻譜的劃分，就可以發現真正能夠用于移動通信的頻譜資源并不充裕。适合移動通信的頻率主要分布在 6GHz以下，且很大部分已配置設定給無線電導航、雷達、衛星、工業科學醫療和 GPS等應用。更低的頻率大多已經被更早出現的無線電技術（如廣播、電視和對講機等）占據。通信的頻段越高，可用的帶寬越大，能提供的通信速率就越高，但是傳播損耗也會越大，不能覆寫很長的距離，甚至一堵牆就能把信号完全阻隔，導緻建網成本就越高。是以，更高頻率的頻譜在蜂窩移動通信系統中的應用受到限制。

此外，移動通信還受到其他方面因素的限制，如需考慮對人體健康的影響，移動通信裝置的發射功率必須保證不對人體健康産生危害。

綜上所述，使用有限的頻譜資源，為盡可能多的使用者提供有吸引力的服務，是移動通信技術發展的核心目标。在多重限制條件下進行優化設計，則是移動通信必須面對的挑戰。