无线通信频谱与主流技术
无线通信中的频谱分配与优化问题
无线通信中的频谱分配与优化问题无线通信技术在现代社会中扮演着重要的角色，为人们提供了移动电话、互联网和其他无线设备的便利。
频谱是无线通信的核心资源，它决定了通信系统能够传输的数据量和传输速度。
然而，频谱资源是有限的，如何有效地分配和优化频谱资源成为无线通信中的关键问题。
频谱分配是指在给定的频谱资源下，将频段分配给不同的无线通信系统以确保它们之间的互不干扰。
频谱分配的目标是最大化频谱利用率，提高系统的容量和性能。
传统的频谱分配方法包括固定分配和动态分配。
固定分配是在不同无线系统之间静态地分配频段，这种方法简单易实现，但频谱利用率低。
动态分配则根据用户的需求和网络负载动态地调整频段分配，这种方法能够提高频谱利用率，但需要更加复杂的算法和系统设计。
针对频谱分配问题，研究人员提出了多种优化算法和技术。
一种常用的方法是基于游戏论的频谱分配算法，其中用户被视为竞争对手，通过博弈论模型来描述它们之间的互动。
这种方法能够平衡用户之间的频谱利益，提高系统整体性能。
另一种方法是基于机器学习的频谱分配算法，通过训练模型来预测用户需求和网络负载，从而实现更加智能和自适应的频谱分配。
除了频谱分配，频谱优化也是无线通信中的重要问题。
频谱优化的目标是通过合理的调整和配置频谱资源，降低系统功耗、提高网络容量和性能。
频谱优化可以从多个方面进行，包括功率控制、信道选择和天线设计等。
功率控制是通过调整发送和接收功率来优化信号的传输质量和覆盖范围。
信道选择是选择最佳的信道来最大化系统容量和性能。
天线设计则通过合理布置和调整天线参数，如方向、高度和增益等，来提高信号质量和覆盖范围。
在频谱优化方面，智能化技术的应用具有重要意义。
通过引入人工智能和机器学习算法，可以实现对无线通信系统的智能优化和管理。
例如，通过分析用户数据和网络负载，智能算法可以自动调整频道和天线参数，从而提高系统性能。
此外，智能化技术还可以帮助无线通信系统实现自动故障检测和修复，提高系统的可靠性和稳定性。
全频谱接入技术的概念
全频谱接入技术的概念
全频谱接入技术（Full Spectrum Access Technology，简称FSAT）是一种用于无线通信的技术，其目的是最大程度地利
用可用的频谱资源来提供更高的通信容量和性能。
传统的无线通信系统通常只能使用特定频段的频谱资源进行通信，这导致了频谱资源的浪费和通信容量的限制。
而全频谱接入技术通过在更广泛的频谱范围内进行频谱分配和访问，可以充分利用不同频段的闲置频谱资源，实现更高的频谱效率和更大的通信容量。
全频谱接入技术可以包括以下几个方面的内容：
1. 动态频谱接入：根据实时的频谱利用状况，动态地调整频谱资源的分配和访问方式，从而最大限度地利用可用的频谱资源。
2. 频谱共享：通过不同无线通信系统之间的频谱共享，使得各个系统可以共享同一频段的频谱资源，从而提高频谱利用效率。
3. 频谱聚合：将不同频段的频谱资源进行聚合，使得无线通信系统可以同时使用多个频段的频谱资源，从而提高通信容量和性能。
全频谱接入技术的应用领域包括移动通信、无线传感器网络、物联网等。
通过全频谱接入技术，可以提高无线通信系统的频谱利用效率，满足日益增长的通信需求。
无线通信技术的现状和发展趋势分析
电子 科 技 Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ ２ ０ １ ３年 ４月 下
无线通信技术的现状和发展趋势分析
刘 晓
பைடு நூலகம்
（ 陕西省通信服务服有 限公 司，西安
７ １ ０ ０ ７ ５ ）
摘 要 ：进入 新世 纪 ，无线通信技 术得到 了快速 的发展 ，并且 十分广泛的应用在 军事和 商务等一 些领域 ，也给 普 通人的生活带来 了 很 多的便利 ，深刻 的影响 和改变着人们 的生活。认识和 了解 目 前无线通信技术发展的现状和其 未来发展 的趋势 ，有利于我 国无线通信技 术的健康发展 ，有利 于促进其他科 学技术领域 的共 同进 步。本文主要结合 自身对于无线通信技 术的理 解，分析研 究了无 线通信技 术的发展 方向和现状 ，以期 能够更好的促进无线通信技术向
一
文章 编号 ：１ ６ ７ ４ － ７ ７ １ ２（ ２ ０ １ ３ ）０ ８ － ０ ０ ２ ４ — ０ １
要是以低 发生频率和 结构简单安全为主要的优势， 能够 帮助用 户实现 短距离的高速无线连接 。伴随着科学技术的不断发展， 未来无线通信 技术将会是一个综合 的一体化 的强大系统 ， 各个 无线通信 技术 都会发挥 出各 自的优势 ， 互相互补发展，从而 构 建一个立体 的无线通讯 网络保障各种不 同的用户需要。 但是从 整体 上来分析 ，３ Ｇ 技 术很有可 能成 为该领域最为重要的主导 ， 但是像Ｗ Ｌ Ａ Ｎ和 Ｕ Ｗ Ｂ 等一些技术仍然会有十分重要 的补充价值 ， 会在各 自的区域和覆盖 的范 围内和 ３ Ｇ形成较 为有 效的互补 。 因此未来 的无 线网络发展很 有可能在组 网和无线 接入 的一体 化 方面进 行研 究， 同时也应该进一步探讨研究接入手段 的多元 化，以更好的满足不 同用户 的个性化需求 ，以便可 以更 好的实 现 接入手段 的市场戏份和 多元化发展 ， 对通信 技术 的发展进 一 步 的优化和平衡 ， 同时也可 以达到进 一步对无 线通 信进行合理 规划 的 目标 。 伴 随着社会经济 的快速发展 ， 传 统的 Ｃ Ｓ ￣ Ｌ Ａ ／ ｃ Ａ等协议 已经 无法很好 的满足人们对于无线 网络应用的需求 ， 严重 的影响到 了无线互联 网的快速发展 。 Ａ ｄ ｈ ｏ ｃ 等 技术 的出现为无线通信技 术 的发展注入 了新 的活力 ， 同时像认 知无 线电技术 的出现能够 在 很大程度上提 升频谱 的实 际利 用效率 ，对工作环 境进行感 知， 通过 良好 的训练 以更好 的适应和调整操作的参数 ，因此更 加 的科学化和智能化 。 三、小结 网线 网络 的不 断发展需要依 靠网线 网络技术 的创 新与拓 展， 随着社会 的进步人们对于无线网络技术也提 出了更好 的要 求， 希望 能够获取更加便捷有效的服务，这在 很大程度上促进 了无线通信技术 的快速发展 。 通信技术的发展 目前 还面 临着很 多挑 战， 在解 决问题 的过程 中要科学的进行规划建设，以便可 以满足不 同客户 的需求 ， 展示 出无线通信 技术 发展过程 中的整 体优势 。同时还需要将各种手段和技术继续综合的应用 ， 从全 局的角度进行把握 ， 以最大 限度的减少不必要 的恶 性竞 争和资 源 浪费，促进无线通信技术 的有效提升 。 参考 文献 ： 『 １ １ 赵晗． 现代 无线通信技术 的发展现状及未来发展趋势卟 企 业技 术 开发 ， ２ ０ １ １ ， １ ６ ． 『 ２ １ 邵春菊， 黄 宇红 ． Ｗｉ ＭＡ Ｘ１ ６ ｅ公共信道 开销及 吞吐量性 能分析 ． ２ ０ ０ ７ ， 中国通信 学会 “ 移动增值 业务 与应 用”学术年 会论 文集［ Ｃ ］ ． ２ ０ ０ ７ ．
电磁波的频谱与无线通信技术
电磁波的频谱与无线通信技术电磁波是一种具有电场和磁场振动的能量波动，它在现代科技领域有着广泛的应用。
无线通信技术，作为电磁波应用的重要领域之一，正日益影响和改变着人们的生活。
这篇文章将探讨电磁波的频谱与无线通信技术的关系，以及在不同频段上的应用。
首先，让我们来了解一下电磁波的频谱。
根据频率的不同，电磁波可以分为不同的频段。
我们常常听说的射频（Radio Frequency），就是指电磁波在射频频段上的传输和接收。
射频频段是广播、电视、手机信号等无线通信技术常用的频段之一。
此外，还有微波（Microwave）、红外线（Infrared）、可见光、紫外线（Ultraviolet）、X射线、γ射线等不同频段的电磁波。
不同频段的电磁波具有不同的特性和应用。
射频频段是无线通信技术中最常用的频段之一。
在这个频段上，电磁波的波长相对较长，能够较好地穿透建筑物和物体。
因此，射频技术在无线电广播、电视广播、卫星通信等方面有着广泛的应用。
我们常见的手机信号，也是利用射频技术进行传输。
当手机发出信号时，它将声音转换为电磁波，在射频频段上进行传输，然后被接收设备转换为声音信号。
这就是我们可以通过手机进行语音通话、发送短信、上网等各种功能的原因。
除了射频频段，微波频段也是无线通信技术中常用的频段之一。
与射频频段相比，微波频段的波长更短，能够提供更高的频率和更大的带宽。
因此，微波技术在雷达、卫星通信、无线网络等方面有着重要的应用。
雷达系统利用微波的特性，可以探测目标物体的距离、速度和方位。
卫星通信系统使用微波频段进行卫星与地面站之间的信息传输，在全球范围内实现了通信的无缝连接。
无线网络中的无线局域网（WiFi）技术也是利用微波频段进行通信的。
在电磁波的频谱中，可见光频段是人类肉眼可见的一部分。
光是一种特殊的电磁波，具有波粒二象性。
可见光频段是电磁波中频率最高、波长最短的部分。
它不仅可以提供照明功能，还可以用于光通信技术。
光通信技术是一种利用光传输信息的技术，它具有传输速度快、抗干扰能力强等优点。
频谱监测技术在无线电通信中的应用研究
频谱监测技术在无线电通信中的应用研究近年来，随着无线电通信业务的不断发展以及无线电频率资源的日益紧张，频谱监测技术逐渐成为了无线电通信中一个不可或缺的环节。
频谱监测技术是通过对无线电频率资源进行监测、识别和分析，从而有效地保障无线电通信业务的正常运行，提高频率资源的利用效率。
本文旨在探讨频谱监测技术在无线电通信中的应用研究。
一、频谱监测技术的基本原理频谱监测技术是指通过对空中无线电电磁波信号进行在线监测、采集和分析，以了解空中无线电信号的频段、功率、带宽、调制方式等基本参数和特征。
频谱监测技术主要包括以下几个环节：无线电信号采集、信号处理和频谱分析。
其中，无线电信号采集是指利用专用的无线电接收设备对空中无线电信号进行接收和采集；信号处理是指对采集的信号进行滤波、放大、数字化等处理；频谱分析是指对处理后的信号进行快速傅里叶变换（FFT）、自相关分析等，以获得无线电信号的频谱和调制方式等信息。
二、频谱监测技术在无线电通信中的应用研究频谱监测技术在无线电通信中的应用非常广泛，主要包括以下三个方面：1、频率资源管理频谱监测技术可对空中无线电信号进行实时监测和识别，及时发现和判定空中无线电信号的干扰和冲突情况，从而协调和管理空中频率资源，提高频谱利用效率。
例如，频谱监测技术可以实现对电视、电话、无线电通信等重点频率资源的动态监测和管理，为无线电通信业务的正常运行提供保障。
2、无线电信号研究频谱监测技术可对空中无线电信号进行深入研究，掌握和分析空中无线电信号的分布、传播、调制等特性，为无线电通信技术的发展提供支撑。
例如，频谱监测技术可以对无线电信号强度的分布、干扰源的发生等问题进行研究，为无线电通信技术的改进提供技术支撑。
3、无线电信号追踪频谱监测技术可通过对空中无线电信号进行实时监测和分析，对无线电信号的源头进行追踪和定位。
例如，频谱监测技术可以对无线电信号的波特率和调制方式等进行识别和分析，从而追踪无线电信号的源头，对违规行为或非法使用无线电设备的行为进行制止。
无线通信中的频谱共享技术研究
无线通信中的频谱共享技术研究哎呀，说起无线通信中的频谱共享技术，这可真是个有趣又复杂的领域。
先来讲讲我曾经遇到的一件小事儿吧。
有一次我在公园里散步，看到一群年轻人拿着各种电子设备，有手机、平板电脑啥的，正玩得不亦乐乎。
他们一会儿在视频通话，一会儿又在刷社交媒体，还有的在听音乐。
我就在想，这么多人同时使用无线通信，那频谱资源得承受多大的压力呀！咱们回到正题，频谱共享技术呢，就像是在一个拥挤的房间里，大家合理地分配空间，让每个人都能有立足之地。
在无线通信的世界里，频谱就如同这个房间的空间，是有限的而且非常宝贵。
想象一下，咱们的手机信号、无线网络、广播电视等等，都得依靠频谱来传输信息。
如果没有频谱共享技术，那可能就会出现这样的情况：你正打着重要的电话，突然信号断了，因为频谱资源被其他通信占满了；或者你在家看网络电视，画面老是卡顿，这也可能是频谱资源分配不合理导致的。
频谱共享技术的出现，就是为了解决这些问题。
它能让不同的通信系统或者用户，在相同的频谱上同时工作，而且还能保证互不干扰。
这就好比一群人在同一张桌子上吃饭，虽然大家吃的东西不一样，但都能相安无事，各自享受美食。
比如说，在一些特定的频段上，可以采用动态频谱共享的方式。
这就像是一个灵活的“调度员”，根据不同的需求和使用情况，实时地调整频谱的分配。
比如在白天，办公区域对频谱的需求大，那“调度员”就多给办公区域分配一些；到了晚上，居民小区对频谱的需求增加，就把更多的频谱资源分配给小区。
还有一种频谱共享技术叫认知无线电。
这就像是一个聪明的“观察者”，它能够感知到周围频谱的使用情况，然后找到空闲的频谱来使用。
比如说，当某个频段暂时没有被主要用户使用时，认知无线电就能让次要用户赶紧利用起来，一旦主要用户要用了，次要用户就得乖乖让出来。
在实际应用中，频谱共享技术也面临着一些挑战。
比如说，要保证不同用户之间的公平性，不能让某些用户老是占着频谱，而其他用户却没机会用。
无线通信技术基础知识
无线通信技术基础知识无线通信技术1.传输介质传输介质是连接通信设备，为通信设备之间提供信息传输的物理通道；是信息传输的实际载体。
有线通信与无线通信中的信号传输，都是电磁波在不同介质中的传播过程，在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。
传输介质可以分为三大类：①有线通信，②无线通信，③光纤通信。
对于不同的传输介质，适宜使用不同的频率。
具体情况可见下表。
频率范围波长表示符号传输介质典型应用3Hz-30Hz 108-104m VLF 长波电台30Hz-300kHz 104-103m LF 有线电话通信长波电台300kHz-3MHz 103-102m MF 调幅广播电台3MHz-30MHz 102-104m HF 有限电视网30MHz-300MHz 10-1m VHF 调频广播电台300MHz-3GHz 100-10cm UHF 各类移动通信3GHz-30GHz 10-1cm SHF 无线局域网、微波中继通信、卫星通信30GHz-300GHz 10-1um EHF 卫星通信、超宽带通信105-107GHZ 300-3um 光纤通信、短距红外通信不同传输媒介可提供不同的通信的带宽。
带宽即是可供使用的频谱宽度，高带宽传输介质可以承载较高的比特率。
2无线信道简介信道又指“通路”，两点之间用于收发的单向或双向通路。
可分为有线、无线两大类。
无线信道相对于有线信道通信质量差很多。
有限信道典型的信噪比约为46dB，(信号电平比噪声电平高4万倍)。
无限信道信噪比波动通常不超过2dB,同时有多重因素会导致信号衰落（骤然降低）。
引起衰落的因素有环境有关。
2.1无线信道的传播机制无线信道基本传播机制如下：①直射：即无线信号在自由空间中的传播；②反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时，发生反射，反射一般在地球表面，建筑物、墙壁表面发生；③绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的物体边缘阻挡时发生绕射；④散射：当无线路径中存在小于波长的物体并且单位体积内这种障碍物体的数量较多的时候发生散射。
通信无线通信原理(知识点)
通信无线通信原理（知识点）无线通信是指通过无线传输介质，如电磁波、红外线等，进行信息传递和交流的一种通信方式。
它在现代社会中广泛应用于手机通讯、无线网络、卫星通信、遥感等领域，并成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
在这篇文章中，我们将介绍通信无线通信的原理及相关知识点。
一、通信无线通信的原理1. 电磁波传播原理通信无线通信主要依靠电磁波进行信号的传输。
电磁波是由电场和磁场通过空间传播而形成的波动现象，它可以沿直线传播，不需要介质。
在通信中，我们常用的无线电波、微波、红外线等都是电磁波的一种。
2. 调制与解调原理为了将信号传输到接收端，我们需要将信息信号调制到载波上。
调制是指通过改变载波的某些特性，将信息信号转化为调制信号，以便在传输中进行传递。
常见的调制方式包括调频调制（FM）、调幅调制（AM）等。
在接收端，我们需要对接收到的调制信号进行解调，以还原原始的信息信号。
解调是调制的逆过程，通过特定的解调器将调制信号转化为信息信号。
常见的解调方式包括频率解调、幅度解调等。
3. 天线原理天线是无线通信系统中重要的组成部分，它主要用于将电磁波转化为电信号或将电信号转化为电磁波。
在发送端，天线将电信号转化为电磁波进行传播；在接收端，天线将接收到的电磁波转化为电信号进行处理。
不同类型的通信系统使用不同类型的天线，如手机天线、卫星天线等。
二、通信无线通信的知识点1. 频率和波长频率是指单位时间内波动振动的次数，用赫兹（Hz）表示。
在通信中，我们常用的频率单位有千兆赫（GHz）、兆赫（MHz）、千赫（kHz）等。
波长是指电磁波在传播过程中一个完整周期所占据的空间距离，它与频率成反比。
波长的单位通常用米（m）表示。
2. 常见的通信制式通信系统中常见的通信制式包括模拟通信和数字通信。
模拟通信是指将原始信号进行采样和量化后，通过调制技术转化为调制信号进行传输。
数字通信则是将原始信号进行数字化处理，通过编码和解码技术进行传输。
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12/25/2018
第一节
• • • • • • •
无线通信技术概述
短距离无线通信技术的特征：
（1）无线发射功率在W到100mW量级。 （2）通信距离在几厘米到几百米。 （3）使用全向天线和线路板天线。 （4）应用场景众多，特别是频率资源稀缺情况。 （5）不需要申请频率资源使用许可证（ISM，CR等）。 （6）无中心，自组网。 （7）电池供电。
微波
10~1cm 10~1mm
3~30GHz 30~300GHz
超高频（SHF） 极高频（EHF） 数字通信，微波接力，雷达，卫星和空间通信
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第一节
无线传输技术概述
• 2、无线通信的主流技术 • PAN（Personal Area Network，个人局域网）：射频识别（ RFID）、蓝牙（Bluetooth）、超宽带（UWB）等。 • LAN（Local Area Network，局域网）：Wi-Fi、 ZigBee（ 802.11x）、DECT（无绳电话）等。 • MAN（Metropolitan Area Network，城域网）：Wi-MAX（ 802.16x）等。 • WAN（Wide Area Network，广域网）：2G、3G、4G等
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第二节 无线通信技术发展
无线通信技术发展到今天大约经历了以下几个阶段： • 第一阶段为20年代初至50年代初，主要用于舰船及军有， 采用短波频及电子管技术，至该段末期才出现150MHZVHF 单工汽车公用移动电话系统MTS。 • 第二阶段为50年代到60年代，此时频段扩展至UHF450MHZ ，器件技术已向半导体过渡，大都为移动环境中的专用系 统，并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。 • 第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ，美 国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了 AMPS试验。
《典型无线传输技术应用》课程教学资源
无线数据通信技术 概述
《典型无线传输技术应用》课程教学资源
• 第一节 无线传输技术概述
• 第二节 无线传输技术的发展 • 第三节 无线传输技术面临的主要问题 • 第四节 各种常用的短距离无线通信技术
第一节无线传输技术概述 Nhomakorabea• 一、通信的发展 • 二、通信的方式 单工、半双工、全双工 • 三、无线通信的概念 利用电磁波可以在空间中传播实现空间中的信息交换。
低频（LF） 中频（MF） 高频（HF）
海上船舶通信，海上导航 中波广播，业余无线电通信 短波广播军事通信和业余无线电通信
超短波（米波）
10~1m
30~300MHz
甚高频（VHF）
中继通信，电视，调频广播和外空间费孝通通信
100~10cm
0.3~3GHz
特高频（UHF）
电视，雷达，导航，移动通信，蓝牙技术和空间遥 控
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第一节
无线传输技术概述
• 四、无线通信网 通信的基本形式是点对点之间建立通信系统。 无线通信网是将许多的通信系统通过交换系统按照一 定的拓扑结构组合在一起。 无线通信网构成要素有四： ①用户终端（硬件） ②传输线路（硬件） ③交换设备（硬件） ④ 通信协议和标准（软件）
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第一节
无线传输技术概述
• 五、无线通信频谱与主流技术 • 1、频谱
波段名称 波长范围 频率范围 频段名称 主要用途 超长波 100~10km 3~30kHz 甚低频（VLF） 语音，电话和数据传送
长波（LW） 中波（MW） 短波（SW）
10~1km 1000~100m 100~10m
30~300kHz 0.3~3MHz 3~30MHz
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第二节 无线通信技术发展
无线通信技术的演进：
图1-1-5 无线通信技术演进路径
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第二节 无线传输技术的发展
• 无线传输技术的发展趋势：
• （1）网络覆盖的无缝化，即用户在任何时间、任何地点都能实现网 络的接入，也有人把这称作网络的泛在化。 • （2）宽带化是未来通信发展的一个必然趋势，窄带的、低速的网络 会逐渐被宽带网络所取代。 • （3）融合趋势明显加快，包括：技术融合、网络融合、业务融合、 接入融合。 • （4）数据速率越来越高，无论是上行还是下行速度都在不断提高， 频谱带宽越来越宽，频段也越来越高。 • （5）业务内容更加多样化，这是离不开速率和带宽的提高的，无线 通信经历了从仅支持单一语音业务逐渐发展到支持语音、数据、图像 等多种媒体流业务的历程。 • （6）绿色无线通信。
无线传输技术概述
• 典型的短距离无线通信技术包括无线个域网和无线传感器 网络。 • 无线个域网（WPAN，Wireless Personal Area Network）如 Bluetooth（IEEE 802.15.1）、UWB（IEEE 802.15.3）、 ZigBee（IEEE 802.15.4）等 • 无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Network）当前以 ZigBee为代表。
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第一节
• 六、短距离无线通信
无线传输技术概述
• 1.什么是短距离无线通信？ • 短距离无线通信并没有一个严格的定义。一般意义上，只 要通信收发双方通过无线电波传输信息，单跳传输距离限 制在较短（通常最远为数百米）的范围内，就可以称为短 距离无线通信。
12/25/2018
第一节
12/25/2018
第二节 无线通信技术发展
第四阶段为80年代初至90年代中，为第二代数字移动 通信兴起与大发展阶段，并逐步向个人通信业务方向迈进 ；此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、 cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业 务运行，频段扩展至900MHZ~1.9GHZ，而且除公众蜂窝电 话通信系统外，无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统 、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适 应用户市场需求同时兴起并各显神通。 • 第五阶段为90年代中至今，随着数据通信与移动多媒 体IP业务需求的发展，第三代移动通信投入全面应用，定 位于宽带多媒体业务的第四代移动通信开始兴起，包括从 第三代至第四代移动通信的平滑过渡在内。 •