移動通信發展歷程

在移動通信領域，常聽到“3G”、“4G”的術語，“G”是“Generation”的簡寫，每一個“G”， 都代表了移動通信的一個發展階段，也是一個時代， 移動通信技術從 20 世紀 80 年代誕生 開始，歷經這 30 多年的發展，大約每 10 年歷經一個發展階段，下面介紹一下，移動通信 從“1G”到“5G”的發展歷程，

第一代移動通信系統（1G）

第一代移動通信技術誕生于美國貝爾實驗室，1978 年，美國貝爾實驗使研制成功高級 移動電話系統（AMPS,Advanced Mobile PhoneAccess）,建成蜂窩狀移動通信系統，蜂窩網的概念也由貝爾實驗室首次提出，并沿用至今，一代移動通信主要采用的是模擬技術和頻分多址(FDMA)技術，原理相對簡單，是將 模擬信號進行調制/解調,然后通過分配的無線頻率資源進行傳送， 1G 時代的技術引領者，是美國的摩托羅拉公司，他的無線通信代表產品，就是人們俗 稱的“大哥大”，在 1G 模擬通信時代，摩托羅拉擁有絕對的霸主地位，占全球市場份額一度 高達 70%，擁有多項無線通信技術專利，第一代移動通信主要代表系統，包括：AMPS、NMT、TACS 等， 中國主要采用的是 TACS(TotalAccess Communications System，改進型總接入通信 系統)， 中國第一代移動通信系統于 1987 年 11 月 18 日，在廣東第六屆全運會上正式開通并商 用，這也代表著中國移動通信行業，“1G”時代的到來，采用模擬信號傳輸的第一代移動通信系統有著很多缺陷，比如：通話質量差、信號不穩定，容易被竊聽等，沒有國際標準，無法實作國際漫游，

第二代移動通信系統（2G）

2G 技術的引領者屬于歐洲，1982 年，歐洲郵電管委會提出了 GSM（全球移動通信系 統）標準，1990 年之后，GSM 成為歐洲乃至世界的第二代移動通信標準，GSM 采用時分多址（TDMA）方式傳輸資料，具有標準化程度、介面開放的特點，GSM 是移動通信信系統的里程碑，巔峰時期占據了全世界 85%的市場份額，是 2G 時代的名副 其實的霸主，GSM 資料傳輸速率為上行 9.6kbit/s，下行為 14.4kbit/s，IS-95 IS-95 是北美的數字蜂窩通信標準，采用碼分多址（CDMA）方式傳輸資料，具有容量 大、語音質量好等優點，但由于標準化程度低，市場規模遠不如 GSM 系統， 2G 時代還有個過渡版本——2.5G，為了實作更大的資料傳輸能力，自 1996 年開始， 陸續出現了 GPRS、EDGE 和 IS-95B(后演進為 CDMA1X)等升級技術，被稱作 2.5G， 2.5G 技術是 2G 時代的有力補充，GPRS 資料傳輸速率上行為 9.6kbit/s,下行為 116kbit/s；EDGE 資料傳輸速率上下行均為 384Kbit/s,有力的擔當起了當時的一些多媒體等 應用需求，延長了 GSM 系統的生命周期，

第三代移動通信系統（3G）

3G 時代到來，移動通信開始由窄帶走向寬帶，3G 系統與以往系統不同，它是第一個 由 ITU（國際電信聯盟）發布的國際標準，能夠同時傳送語音、資料、圖文、視頻等多媒體 應用，上行資料傳輸速率 5.76Mbit/s，下行資料傳輸速率可達到 7.2Mbit/s， 3G 系統存在三種標準，分別是 CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA， WCDMA全稱為Wideband CDMA， 是由GSM發展而來，也是由歐洲提出的寬帶CDMA 技術，可以實作在現有 GSM 網路上平滑升級，因此，也成全球應用最廣泛的 3G 標準，曾 占據全球 3G 系統 80%的市場份額， CDMA2000 也稱為 CDMA1X,是由美國高通北美公司提出的，這套系統建設成本低廉， 但使用 CDMA 的地區只有日本、北美、韓國等少數國家地區，所以全球應用并不廣泛， TD-SCDMA 是由中國提出的 3G 標準，1999 年 6 月 29 日，由大唐電信（原郵電部電 信科學技術研究院）向 ITU 提出，具有輻射低的特點，在頻譜利用率、頻率靈活性及成本等方面，具有優勢， 自 3G 開始，中國在世界移動通信技術領域中，占據了一席之地，

第四代移動通信系統（4G）

4G 是當下正在使用的移動通信技術， 4G 時代被 ITU 承認的 4G 標準有兩個：LTE-Advanced 和 Wireless MAN-Advanced， 2012 年 1 月 18 日，ITU（國際電信聯盟）在 2012 年無線電通信全會全體會議上，正 式審議通過將 LTE-Advanced 和 Wireless MAN-Advanced 確立為 4G 國際標準，由中國主 導制定的 TD-LTE-Advanced 成為 4G 國際標準，后與 FDD-LTE-Advanced 標準，統一為LTE-Advanced， 采用 LTE-Advanced 的 4G 技術，峰值速率可以達到上行 500Mbit/s，下行 1Gbit/s，有力的支持大帶寬應用， 4G 的高速率傳輸，催生了直播和短視頻等移動端應用的爆發式增長，移動端的應用變得更加豐富多彩，高清視頻、智能家居、物聯網，日益走進大眾生活，

第五代移動通信系統（5G）

從 1G 到 4G 發展程序中， 技術的升級主要體現在在速率的提升，以及穩定性、安全 性等指標的提升方面，那么 5G 會給我們帶來哪些改變呢？當下有一個觀點——“4G 改變生 活，5G 改變社會”，5G 最大的改變就是實作從人與人之間的通信走向人與物、物與物之間的通信，實作萬物互聯，推動社會發展，
5G 的意義不只是單純地在手機上，萬物互聯也不僅僅只是一個口號，人工智能，無人 駕駛等方面都離不開 5G 的高速連接，如果沒有 5G，相關聯的其他產業的發展也會受到制 約，落后于別人，這也是各國重視 5G,爭奪 5G 話語權的主要原因，

5G 的應用場景

2015 年 6 月 ITU 定義的 5G 未來移動應用包括以下三大領域：

增強型移動寬帶 (eMBB)：人的通信是移動通信需要優 先滿足的基礎需求，未來 eMBB將通過更高的帶寬和更短的時延繼續提升人類的視覺體驗； ?
大規模機器類通信(mMTC)：針對萬物互聯的垂直行業，IoT 產業發展迅速，未來將出
現大量的移動通信傳感器網路，對接入數量和能效有很高要求； ? 高可靠低時延通信(uRLLC)：針對特殊垂直行業，例如工業自動化、遠程醫療、智能電 網等需要高可靠性+低時延的業務需求，

5G 的關鍵技術

1. 超密集組網（UDN）
   超密集網路需要由大量的小基站構成，小基站是低功率的無線接入點， 作業在授權的步譜，覆寫范圍一般為 10m~200m，相比之下，宏基站的覆寫范圍可達數千 米，常見的小基站又可細分為家庭基站、微微基站、微基站等，
   2 .大規模天線陣列（Massive MIMO 技術）
   傳統的 MIMO 技術在 4G 網路中已廣泛使用，由于 5G 移動通信系統對傳輸速率的要求 遠高于現有的 4G 通信系統，傳統的 MIMO 技術已不能滿足 5G 系統的性能要求，Massive MIMO 技術應運而生，為 5G 的高速率傳輸提供了全新的解決方案，它是在收發兩端裝備超大數目的天線，從而在相同的時瞥澩塊上，同時服務幾十個用戶，
2. 動態自組織網路（SON）
   動態自組織網路用于滿足 5G 兩方面的性能要求：低時延、高可靠場景下降低端到端時延，提高傳輸可靠性；在低功耗、大連接場景下延伸網路覆寫和接入能力，在傳統蜂窩網路架構下，終端必須通過基站和蜂窩網網關才能與目標端進行通信，在這種架構下，終端在獲得資料傳輸服務前必須首先選擇一個服務基站，與服務基站建立并保持連接，
   在動態自組織網路中，任何接入網節點，都具備資料存盤和轉發功能，動態自組網中的每個節點，都具備無線信號收發能力，并且每個節點，都可以與上一個或多個相鄰節點進行無線通信，整個自組網呈網狀結構，在動態自組織網路中，任何節點間（終端與終端、終端與基站、基站與基站等）均通過無線通信，無須任何布線，并具有支持分布式網路的冗余機制和重新路由功能，任何新節點（如終端或基站）的添加，只需要簡單的接上電源即可，節點可自動配置，并確定最佳多跳傳輸路徑，
   動態自組網有如下優點：
   ?部署靈活,支持多跳,高可靠性,支持超高帶寬
   4 .軟體定義網路（SDN）
   其核心思想是將傳統網路設備的資料平面和控制平面分離，使用戶能通過標準化的介面對各種網路轉發設備進行統一管理和配置，承上對上層應用提供網路編程的介面，啟下提供對實際物理網路網元的管理，
   5 網路功能虛擬化（NFV）
   其核心思想是將軟體與硬體解耦，基于通用計算、存盤、網路設備實作電信網路功能，提升管理和維護效率，增強系統靈活性，傳統的專用硬體網路及通信設備，將逐步虛擬化、軟體化，部署更加靈活，管理和維護成本更低，