第1章
4G无线通信技术概述

1.1 无线通信技术的发展趋势

1.1.1 无线通信发展史

通信的历史可以追溯到远古，西周时的“烽火戏诸侯”就是古代中国人民传递信息的一种有效方式。诸如此类的原始通信方式在人类文明发展史上起到了积极作用，但其受距离、环境等自然条件影响较大。随着人类文明进程的不断推进，人们对通信的质量提出了越来越高的要求。电磁波通信的出现使人类的通信方式、技术、效果等产生了质的飞跃。

19世纪30年代有线电报试验成功，用电磁系统传递信息的电信系统开始迅速发展；1876年贝尔发明了电话，将人类社会带入电信时代；1899年，马可尼拍发了第一封收费电报，标志着无线电通信进入实用阶段。虽然承载信息的摩尔斯电码本质上属于数字信号，但自那以后的近百年中，数字通信发展缓慢，以电话、广播、电视为代表的模拟通信形式占据了统治地位。

通过有线信道传输的信号稳定，且干扰与失真较小，但由于通信设备必须连接在固定的线路上，通信形式不够灵活，难以满足众多场景下的通信需求。而无线通信利用电磁波携载信息，通信双方无需拘泥于固定的地点，是实现个人通信的最佳选择，因此逐渐成为研究与应用的重点。

移动通信在20世纪中期已现雏形，主要应用于军事或特种领域，当时的移动通信工具包括步话机、对讲机等，其体积、重量很大，携带不便。近几十年来，无线通信技术在民用领域发展迅速，先后出现了蜂窝移动通信、微波通信、卫星通信、固定宽带无线接入、802.x系列无线接入标准、本地多点分配系统（LMDS，Local Multipoint Distribution System）、多信道多点分配系统（MMDS，Multichannel Multipoint Distribution System）等技术。其中，蜂窝移动通信的出现更是改变了全球数十亿人的生活方式，它的发展先后经历了模拟移动通信、数字移动通信、第三代移动通信系统（3G）、第四代移动通信（4G）和第五代移动通信（5G）。