移動網(wǎng)絡已經(jīng)成為我們生活、娛樂不可缺少的必備品，雖然移動網(wǎng)絡看不見摸不著，但移動上網(wǎng)、通話以及熱點都離不開它。2015 IMT- 2020(5G)峰會上，IMT-2020(5G)推進組正式發(fā)布了《5G網(wǎng)絡技術(shù)架構(gòu)白皮書》，可達10Gb/s的下載速度的5G網(wǎng)絡又一次將其拉回了人們的視野。移動通信又經(jīng)歷了幾個時代?每個時代的通信網(wǎng)絡又如何?帶著上述問題，我們就來一起來聊聊無線通信的變遷。

　　什么是通信?

　　在古代，人類通過驛站、飛鴿傳書、烽火報警等方式進行信息傳遞，這就是最開始的通信，在現(xiàn)代科學水平的飛速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了無線電、固定電話、移動電話、甚至視頻電話等各種通信方式?？梢哉f，通信技術(shù)拉近了人與人之間的距離，提高了經(jīng)濟的效率，深刻地改變了人類的生活方式和社會面貌。

　　通信技術(shù)拉近了人與人之間的距離，提高了經(jīng)濟的效率(圖片來自：mashable)

　　通信的種類又分為傳輸媒質(zhì)為導線、電纜、光纜、波導、納米材料等形式的有線通信與傳輸媒質(zhì)看不見、摸不著(如電磁波)的無線通信。光纖等有線通信如今已經(jīng)較為成熟，我們這次不做過多談論，筆者今天想和大家聊的是無線通訊這條路到如今走了有多遠，又分為哪幾個時期。

　　◆1G:模擬訊號傳輸 “大哥大”橫行的年代

　　1986 年，第一套行動通訊系統(tǒng)在美國芝加哥誕生，采用模擬訊號傳輸，模擬式是代表在無線傳輸采用模擬式的FM調(diào)制，將介于300Hz到3400Hz的語音轉(zhuǎn)換到高頻的載波頻率MHz上。此外，1G只能應用在一般語音傳輸上，且語音品質(zhì)低、訊號不穩(wěn)定、涵蓋范圍也不夠全面。

　　1G主要系統(tǒng)為AMPS，另外還有NMT及TACS，該制式在加拿大、南美、澳洲以及亞太地區(qū)廣泛采用，而國內(nèi)在80年代初期移動通信產(chǎn)業(yè)還屬于一片空白，直到1987年的廣東第六屆全運會上蜂窩移動通信系統(tǒng)正式啟動。

1G是采用模擬訊號傳輸，主要系統(tǒng)為AMPS存在訊號不穩(wěn)定涵蓋范圍不全面等缺點

　　在第1代移動通信系統(tǒng)在國內(nèi)剛剛建立的時候，我們很多人手中拿的還是大塊頭的摩托羅拉8000X，俗稱大哥大。那個年代雖然沒有現(xiàn)在的移動、聯(lián)通和電信，卻有著A網(wǎng)和B網(wǎng)之分，而在這兩個網(wǎng)背后就是主宰模擬時代的愛立信和摩托羅拉。

第1代移動通信系統(tǒng)在國內(nèi)剛剛建立的時候，很多人手中拿的還是大塊頭的大哥大

　　一部大哥大在當時的售價非常高，當然，除了手機價格昂貴之外，手機網(wǎng)絡資費的價格也讓普通老百姓難以消費。當時的入網(wǎng)費高達6000元，而每分鐘通話的資費也有0.5元。

　　不過由于模擬通信系統(tǒng)有著很多缺陷，經(jīng)常出現(xiàn)串號、盜號等現(xiàn)象，給運營商和用戶帶來了不少煩惱。于是在1999年A網(wǎng)和B網(wǎng)被正式關(guān)閉，同時2G時代也來到了我們身邊。

　　1G中網(wǎng)絡制式A網(wǎng)B網(wǎng)區(qū)別：

　　1G 時期，我國的移動電話公眾網(wǎng)由美國摩托羅拉移動通信系統(tǒng)和瑞典愛立信移動通信系統(tǒng)構(gòu)成。經(jīng)過劃分，摩托羅拉設備使用A頻段，因而稱之為A系統(tǒng);愛立信設備使用B頻段，故稱之為B系統(tǒng)。移動通信的A、B兩個系統(tǒng)即是人們常說的A網(wǎng)和B網(wǎng)，二者的區(qū)別和劃分就在于使用頻段的不同。

　　◆2G：數(shù)字調(diào)制傳輸 昔日的王者諾基亞的時代

　　到了1995年，新的通訊技術(shù)成熟，國內(nèi)也在中華電信的引導下，正式揮別1G，進入了2G的通訊時代。從1G跨入2G則是從模擬調(diào)制進入到數(shù)字調(diào)制，相比于第1代移動通信，第二代移動通信具備高度的保密性，系統(tǒng)的容量也在增加，同時從這一代開始手機也可以上網(wǎng)了。

　　2G聲音的品質(zhì)較佳，比1G多了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?，?shù)據(jù)傳輸速度為每秒9.6——14.4Kbit，最早的文字簡訊也從此開始。

　　GSM在1990年由歐洲發(fā)展出來，因此又稱為泛歐式行動通訊系統(tǒng)，另外還有TDMA、CDMA、PDC與iDEN。第一款支持WAP的GSM手機是諾基亞7110，它的出現(xiàn)標志著手機上網(wǎng)時代的開始，而那個時代GSM的網(wǎng)速僅有9.6KB/s。

　　2G時代也是移動通信標準爭奪的開始，由于1G時代各國的通信模式系統(tǒng)互不兼容，也造成了廠商各自發(fā)展其系統(tǒng)的專用設備，無法大量生產(chǎn)，一定程度上抑制了電信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于占盡先機同時獲得廣大廠商的支持，2G時代GSM開始脫穎而出成為最廣泛采用的移動通信制式。

　　早在1989年歐洲就以GSM為通信系統(tǒng)的統(tǒng)一標準并正式商業(yè)化，同時在歐洲起家的諾基亞和愛立信開始攻占美國和日本市場，僅僅10年功夫諾基亞就推倒摩托羅拉成為全球最大的移動電話商。

　　2G主流的幾個網(wǎng)絡制式：

　　GSM：

　　全球移動通信系統(tǒng)Global System for Mobile Communication就是眾所周知的GSM，是當前應用最為廣泛的移動電話標準。全球超過200個國家和地區(qū)超過10億人正在使用GSM電話。GSM標準的無處不在使得在移動電話運營商之間簽署"漫游協(xié)定"后用戶的國際漫游變得很平常。

　　GSM 較之它以前的標準最大的不同是它的信令和語音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代 (2G)移動電話系統(tǒng)。這說明數(shù)字通訊從很早就已經(jīng)構(gòu)建到系統(tǒng)中，GSM是一個當前由3GPP開發(fā)的開放標準。

　　TDMA：

　　TDMA(Time Division Multiple Access) 時分多址是把時間分割成周期性的幀(Frame)，每一個幀再分割成若干個時隙向基站發(fā)送信號，在滿足定時和同步的條件下，基站可以分別在各時隙中接收到各移動終端的信號而不混擾。同時，基站發(fā)向多個移動終端的信號都按順序安排在預定的時隙中傳輸，各移動終端只要在指定的時隙內(nèi)接收，就能在合路的信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分并接收下來。

　　CDMA：

　　碼分多址(CDMA)是在數(shù)字技術(shù)的分支 --擴頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。CDMA技術(shù)的原理是基于擴頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，與接收的帶寬信號作相關(guān)處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴，以實現(xiàn)信息通信。

　　◆3G:第三代行動通訊標準

　　第2代移動通信技術(shù)標準競爭結(jié)束,隨后通信廠商也在思考通信標準下一步該往哪個方向發(fā)展，此時人們對移動網(wǎng)絡的需求不斷加大，因此第3代移動通信網(wǎng)絡必須在新的頻譜上制定出新的標準，享用更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　3G 分為四種標準制式，分別是CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。在3G的眾多標準之中，CDMA這個字眼曝光率最高，CDMA是 Code Division Multiple Access (碼分多址)的縮寫，是第三代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎。

　　CDMA系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡單、系統(tǒng)容量大、頻率復用系數(shù)高、抗多徑能力強、通信質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　2009年頒發(fā)3張3G牌照，正式進入3G時代

　　中國于2009年的1月7日頒發(fā)了3張3G牌照，分別是中國移動的TD-SCDMA，中國聯(lián)通的WCDMA和中國電信的WCDMA2000。

　　新一代行動通訊系統(tǒng)，同樣是建構(gòu)在數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸上，3G最吸引人的地方在于每秒可達384 Kbit的高速傳輸速度，在室內(nèi)穩(wěn)定環(huán)境下甚至有每秒 2 Mbit的水準，穩(wěn)定的聯(lián)機品質(zhì)也利于長時間和網(wǎng)絡相連結(jié)，有了高頻寬和穩(wěn)定的傳輸，影像電話和大量數(shù)據(jù)的傳送將更為普遍，行動通訊有更多樣化的應用，因此3G被視為是開啟行動通訊新紀元的重要關(guān)鍵。

　　ipad領(lǐng)銜 3G平板電腦崛起

　　世界上主流的3G規(guī)格為WCDMA與CDMA2000系列，另外還有中國大陸主推的TD-SCDMA。WCDMA主要為日本和歐洲許多國家所使用，著名的日本NTT DoCoMo FOMA即采用此規(guī)格。而支持3G網(wǎng)絡的平板電腦也是在這個時候出現(xiàn)，蘋果，聯(lián)想和華碩等都推出了一大批優(yōu)秀的平板產(chǎn)品。

　　當時相對成熟的WCDMA網(wǎng)絡和CDMA2000網(wǎng)絡讓中國聯(lián)通和中國電信擁有很大的起跑優(yōu)勢，而中國移動的TD-SCDMA由于是自主研發(fā)，因此在3G用戶數(shù)量、終端數(shù)量、運營地區(qū)上都存在一定的劣勢。從現(xiàn)在來看采用自主技術(shù)的中國移動在網(wǎng)絡上吃了大虧，網(wǎng)絡速度上一直被電信和聯(lián)通緊緊壓制，平板電腦的網(wǎng)絡制式也是大多為聯(lián)通3G網(wǎng)絡。

　　此外，美、加、澳、韓以及日本KDDI則是采用CDMA 2000系列，其中又包括 CDMA 2000 1X、CDMA 2000 1X EV-DO、CDMA 2000 1X EV-DV等，全部都是自CDMA 2000進化而來。至 2004年止，全球CDMA 2000 1X的用戶已經(jīng)超過1億，而WCDMA約有1200萬的用戶支持。

　　◆4G：無線蜂窩電話通訊協(xié)議 100Mbps的速度下載

　　4G網(wǎng)絡是指第四代無線蜂窩電話通訊協(xié)議，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps。

　　該技術(shù)包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式(嚴格意義上來講，LTE只是3.9G，盡管被宣傳為4G無線標準，但它其實并未被3GPP認可為國際電信聯(lián)盟所描述的無線通訊標準IMT-Advanced，因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯(lián)盟對 4G的要求。

　　2013年12月國內(nèi)發(fā)布4G牌照

　　2013年12月，工信部在其官網(wǎng)上宣布向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通頒發(fā)“LTE/第四代數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務(TD-LTE)”經(jīng)營許可，也就是4G牌照。至此，移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)速達到了一個全新的高度。

　　對于用戶而言，2G、3G、4G網(wǎng)絡最大的區(qū)別在于傳速速度不同，4G網(wǎng)絡作為最新一代通訊技術(shù)，在傳輸速度上有著非常大的提升，理論上網(wǎng)速度是3G的50 倍，實際體驗也都在10倍左右，上網(wǎng)速度可以媲美20M家庭寬帶，因此4G網(wǎng)絡可以具備非常流暢的速度，觀看高清電影、大數(shù)據(jù)傳輸速度都非?？?，只是資費是一大問題。

　　4G產(chǎn)品較為豐富

　　如今4G信號覆蓋已非常廣泛，支持TD-LTE、FDD-LTE的手機、平板產(chǎn)品越來越多，很多平板，支持4G網(wǎng)絡已經(jīng)成了標配，支持通話功能、網(wǎng)絡的Android、Win系統(tǒng)平板也非常常見。

　　毫無疑問，4G網(wǎng)絡大大提高了移動連接的速度。對于我們很多人來說，這相對于固定連接來說已前進了一大步。你覺得這樣就滿足了?那你就大錯特錯了，目前5G需求基本確定，正式啟動標準研制，其速度或達到10 Gbps。

　　4G網(wǎng)絡制式附錄：

　　TD-LTE：

　　LTE是基于OFDMA技術(shù)、由3GPP組織制定的全球通用標準，包括FDD和TDD兩種模式用于成對頻譜和非成對頻譜。

　　TD- LTE，即Time Division Long Term Evolution(分時長期演進)，由3GPP組織涵蓋的全球各大企業(yè)及運營商共同制定，LTE標準中的FDD和TDD兩個模式實質(zhì)上是相同的，兩個模式間只存在較小的差異，相似度達90%。TDD即時分雙工 (Time Division Duplexing)，是移動通信技術(shù)使用的雙工技術(shù)之一，與FDD頻分雙工相對應。

　　TD-LTE是TDD版本的LTE的技術(shù)，F(xiàn)DD-LTE的技術(shù)是FDD版本的LTE技術(shù)。TD-SCDMA是CDMA(碼分多址)技術(shù)，TD-LTE是OFDM(正交頻分復用)技術(shù)。兩者從編解碼、幀格式、空口、信令，到網(wǎng)絡架構(gòu)，都不一樣。

　　FDD-LTE:

　　LTE 是基于正交頻分多址 Orthogonal Frequency Division Multiple Access(OFDMA)技術(shù)、由3GPP組織制定的全球通用標準，包括FDD和TDD兩種模式用于成對頻譜和非成對頻譜。LTE標準中的FDD和TD兩個模式間只存在較小的差異，相似度達90%。

　　由于無線技術(shù)的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素，F(xiàn)DD-LTE的標準化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展都領(lǐng)先于TD-LTE。FDD-LTE已成為當前世界上采用的國家及地區(qū)最廣泛的，終端種類最豐富的一種4G標準。

　　兩者區(qū)別：

　　TD-LTE和FDD-LTE都是分時長期演進技術(shù)，但是TD-LTE是TDD版本的長期演進技術(shù)，被稱為時分雙工技術(shù)，而FDD-LTE也是長期演進技術(shù)，不同的是，F(xiàn)DD-LTE采用的是分頻模式。類似網(wǎng)絡課程中的時分復用技術(shù)和頻分復用技術(shù)。

　　◆5G：劃分為移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)兩大類 速度或達到10 Gbps

　　5G，即第五代移動通信技術(shù)，也是4G之后的延伸，目前5G的需求及關(guān)鍵技術(shù)指標(KPI)已基本確定，國際電聯(lián)將5G應用場景劃分為移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)兩大類，各個國家均認為5G除了支持移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，還將解決機器海量無線通信需求，極大促進車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的發(fā)展。

　　5G：呈現(xiàn)出低時延、高可靠、低功耗的特點

　　就目前規(guī)劃來看，5G與4G、3G、2G有所不同，其并不是一個單一的無線接入技術(shù)，也不是幾個全新的無線接入技術(shù)，而是多種新型無線接入技術(shù)和現(xiàn)有無線接入技術(shù)(4G后向演進技術(shù))集成后的解決方案總稱。5G需求已擴大到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

　　不得不說，高速率是5G的最大特點，4G的下一步發(fā)展最高可以達到峰值1G的上網(wǎng)速率，而5G則可以最高達到10G。這也就意味著，在5G網(wǎng)絡環(huán)境下，一部超高清畫質(zhì)的電影1秒內(nèi)就可以下載完成，與4G網(wǎng)絡相比，5G網(wǎng)絡不僅傳輸速率更高，而且在傳輸中呈現(xiàn)出低時延、高可靠、低功耗的特點，低功耗能更好地支持物聯(lián)網(wǎng)應用。

　　5G目前境地

　　關(guān)于5G的研究全球是從2012年開始，2013年 4月19日，IMT-2020(5G)推進組第一次會議在北京召開，這是由工信部、發(fā)改委、科技部為支持和推動5G共同成立的組織?？萍疾客度肓思s三億元，先期啟動了國家863計劃第五代移動通信系統(tǒng)重大研發(fā)項目，除了國內(nèi)的企業(yè)和研究機構(gòu)，華為等國際公司也參與其中。

　　可以看到，是需求推動了移動技術(shù)的發(fā)展。因此雖然當前5G標準仍遙遙無期，但考慮到未來車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)帶來的龐大終端接入、數(shù)據(jù)流量需求，以及種類繁多的應用體驗提升需求等，關(guān)于5G的一些“硬需求”已經(jīng)提前得到了業(yè)界的廣泛認可。無線通信技術(shù)通常每10年更新一代，2000年3G開始成熟并商用，2010 年4G開始成熟并商用，現(xiàn)在研究5G，2020年成熟應該是符合規(guī)律的預期。

　　寫在最后：

　　80年代，語音業(yè)務是新興需求，因此基于模擬蜂窩技術(shù)的1G應運而生;

　　90年代，語音業(yè)務需求量與日俱增，此時，數(shù)字技術(shù)取代模擬技術(shù)已經(jīng)成為必須，使得2G(GSM)進一步提高了語音通話的質(zhì)量，提高了頻譜利用效率，同時降低了組網(wǎng)成本，滿足了90年代新業(yè)務(語音和短信)的需求。

　　21世紀，多媒體應用逐漸成為主流，“移動寬帶”需求到來，以碼分多址(CDMA)為主要特征的3G的出現(xiàn)，支持了數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務;

　　而最近兩年，移動互聯(lián)網(wǎng)又全面興起，“移動寬帶”需求進一步提升，以正交頻分復用(OFDM)和多入多出(MIMO)為主要特征的4G成為了支持寬帶數(shù)據(jù)和移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的關(guān)鍵;

　　從 1987年的第1代移動網(wǎng)絡到2015年的第4代移動網(wǎng)絡，中國移動通信走了28年，這短短的28年間我們見證了移動通信技術(shù)的突飛猛進，從大哥大到如今 4G平板。而1G、2G、3G以及現(xiàn)在的4G逐漸從簡單的通話也已經(jīng)轉(zhuǎn)換為清晰語音、高質(zhì)量圖片視頻傳送技術(shù)發(fā)展，運營商的業(yè)務也開始發(fā)生了轉(zhuǎn)變。而更高網(wǎng)速的5G也將誕生，未來翻天覆地的移動通信將徹底改變我們的生活。

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