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移动通信发展史——1G到5G时代的演进历程

来源:挑卡网 | 2020/3/24 17:26:20 | (分类:网站新闻)
现在都在说5G,可是大部分人都不了解移动通信的发展史,今天我们来了解下1G到5G的演进历程。

1G时代:模拟信号时代

1G顾名思义,表示第一代移动通信技术,以模拟信号为传输载体的蜂窝无线电话系统。说起第一代移动通信系统,大家应该都知道贝尔实验室。1978年底,美国贝尔试验室成功研制了全球第一个移动蜂窝电话系统(AMPS,Advanced Mobile Phone System)。

1G

1983年,AMPS在美国芝加哥正式投入商用并迅速在全美推广,也就是说美国是第一个使用AMPS网络的国家。与此同时,欧洲各国也纷纷建立起自己的第一代移动通信系统。如瑞典、丹麦、挪威、芬兰等北欧4国在1980年研制成功了NMT-450网络;德国在1984年完成了C网络(C-Netz);英国于1985年研制出频段在900MHz的(TACS,Total Acce Communications System)网络。说了这么多,我们国家的第一代通信网络啥时候出现的,下面隆重介绍一下,我国的第一代模拟通信系统于1987年11月18日开通并正式商用,采用的是英国TACS制式全接入通信系统。从1987年11月中国电信开始运营到2001年12月底中国移动关闭模拟移动通信网,1G时代在中国的应用长达14年之久。如今,1G时代的大哥大已经成为了很多人的回忆。

2G时代:数字信号时代

2G时代,第二代移动通信技术,以数字语音传输技术为核心。一般定义为无法直接传送如电子邮件、软件等信息的通信方式;1G和2G最大的区别就是从模拟信号调制转变成为数字信号调制,也就是说,2G比1G具有了更高的保密性,同时系统的容量也在增加。在当时特定历史环境下,世界市场的第二代数字无线标准,包括GSM、D-AMPS、PDC(日本数字蜂窝系统)和IS-95CDMA等。现有的移动通信网络主要以第二代的GSM和CDMA为主,采用GSM GPRS、CDMA的IS-95B技术,数据提供能力可达115.2kbit/s,全球移动通信系统(GSM)采用增强型数据速率(EDGE)技术,速率可达384kbit/s。1995年我国正式进入2G时代,以GSM为主,IS-95、CDMA为辅的第二代移动通信用了十年的时间,就发展了近3亿用户,在GSM技术推出后不久,另外一种更先进的技术CDMA也相继推 ,CDMA技术有很多优点,比如系统容量大,保密性高、绿色环保、抗干扰能力强等。2002年1月8日中国联通在正式开通CDMA网络并投入商用,当时宣传语就是“绿色环保”为主题。

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另外在2G时代用户可以使用手机上网了,NOKIA7110是当时第一款支持WAP的手机,在那个时候NOKIA手机风靡一时,诺基亚当时击败摩托罗拉成为了全球移动手机行业的霸主,直到2007年第一代iphone的出现。

事实上2G发展到3G还有一段过度时期,即2.5G、2.75G,2.5G主要是GPRS(General Packet Radio Service),基于GSM的无线分组交换技术,提供端到端、广域的无线IP连接,网络容量根据需要进行再分配,不需要时就释放,传输速率150kbps。2.75G主要是EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution ),基于GSM/GPRS网络的数据增强型移动通信技术,传输速率384kbps。通过看自己的手机图标就可以发现EDGE 是一个小 “E”,而GPRS 是一个小 “G”,在2007年中旬,也就是EDGE受到了用户的关注,纷纷拿出自己的测试数据和传统的GPRS与CDMA网络比较,优势还是比较明显的。

3G时代:移动多媒体时代

3G是第三代移动通信技术,是指支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术。国际电信联盟(ITU)发布了官方第3代移动通信标准IMT-2000(国际移动通信标准2000),3G存在4种标准:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WIMAX。在3G众多种标准中,CDMA曝光最高,CDMA是第三代移动通信系统的技术基础。其中,美国主要为CDMA2000、欧洲为WCDMA、中国的TD-SCDMA,其中被称为“烧钱产业”的WIMAX,当时以因特尔、摩托罗拉、IBM为主导,但是全球响应寥寥无几,其中澳大利亚和台湾为了支持盟友,最后“入坑”,接下来因特尔“临阵脱逃”,但台湾还在积极投资建设WIMAX,导致损失高达500亿美元,WINMAX就这样结束了;2007年,伴随着乔布斯发布第一代iphone,掀起了智能手机的浪潮。从某种意义上讲,智能终端功能的大幅提升也加快了移动通信系统的演进步伐。

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2008年,支持3G网络的iphone3G发布,标志着正式进入移动多媒体时代。而我国在2009年1月7日颁发了3张3G牌照,分别是中国电信采用CDMA2000,中国联通采用WCDMA,中国移动采用TD-SCDMA,形成了三足鼎立的局面。个人感觉中国联通的WCDMA在当时优势比较明显,其次就是中国电信的CDMA2000,最坑的就是中国移动的TD-SCDMA,想必大家都了解。

和2G到3G一样,3G到4G也存在过渡时期,即3.5G、3.75G,3.5G主要是HSDPA,实际上属于WCDMA技术的延伸,在WCDMA下行链路中提供分组数据业务,在一个5MHZ载波上的传输速率可达8-10Mbps。3.75G主要是HSUPA,它因HSDPA上行上传速度不足而开发的,在一个5MHZ载波上的传输速率可达10-15Mbps,上传速度达 5.76Mbps。

4G时代:改变生活

第四代移动电话行动通信标准。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式,是集3G与WLAN于一体,并能够快速传输数据,高质量、音频、视频和图像等,严格意义上来讲,LTE只是3.9G,4G研究的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问网络的速率,理论上能以100M的速度下载,以20M的速度上传。从全球范围4G网络测试和运行的结果看,4G网络速度大致可比3G网络快10倍,意味着能够传输高质量视频图像,与高清晰度电视不相上下。

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2013年12月4日,工信部向中国移动、中国电信、中国联通正式发放了第四代移动通信业务TD-LTE牌照(即4G牌照), 另外,中国联通与中国电信还将各获得一张FDD-LTE牌照。从目前的使用情况来看,中国移动还是处于绝对优势,为什么这么说呢,一是中国移动频谱资源丰富,中国移动获得工信部130M频谱资源,中国电信,中国联通获得40M频谱资源;二是基站覆盖密度大,中国移动4G基站数大概260万,大概是中国电信和中国联通的总和;三是从盈利角度,以18年年报来看,中国移动营收大概是7368亿,中国电信是3771亿,中国联通是2909亿,中国移动的营收大概是中国电信和中国联通的总和。

5G时代:改变社会

5G就是第五代通信技术,主要特点是超宽带,超高速度,超低延时。5G网络三大应用场景主要有EMBB、EMTC、URLLC,其中EMBB主要用于增强移动带宽场景(如VR/AR),EMTC主要用于低功耗大连接场景(如智慧医疗/智慧教育/智慧城市),URLLC主要用于低时延高可靠场景(如自动驾驶/车联网);在3GPP协议中,5G的总体频谱资源可以分为FR1、FR2 两个频段范围FR1:(Sub-6GHz: 450MHz~6000MHz),FR2:(毫米波频段:24250MHz~52600MHz) ,FR1:Sub-6G频段,也就是我们说的低频段,是5G的主用频段;其中3GHZ以下的频率我们称为Sub3G,其余频段称为C-BAND,FR2:毫米波,也就是我们说的超高频为5G扩展频段,频谱资源丰富,但绕射能力差。5G的组网结构分为NSA/SA,NSA组网方案主要有3、4、7,其中3又分为3/3a/3x,4又分为4/4a,7又分为7/7a/7x;SA组网方案主要有2、5,之所以有独立组网SA和非独立组网NSA之分,归根到底的原因,就是钱。

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2019年6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,中国正式进入5G商用元年, 根据目前确定的5G频谱划分方案看来,中国联通获得3500MHz-3600MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源;中国电信获得3400MHz-3500MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源, 而2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段的共260MHz带宽的5G试验频率资源被分配给了中国移动,其中2575-2635MHz频段为重耕,中国移动现有的TD-LTE(4G)频段,而2515-2575MHz、2635-2675MHz和4800-4900MHz频段为新增频段;

2019年9月9日,中国联通和中国电信签署了《5G网络共建共享框架合作协议书》,也就意味着中国联通和中国电信两家合建一张5G接入网络,这其实也是无奈之举,因为建设一张5G网络投资太大,运营商建网主体投资可能将达1.3万亿元,比4G投资增长将近70%,目前中国联通和中国电信营收加起来也比不上中国移动,所以说中国联通和中国电信合建一张网也是大势所趋。

总结:

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从某种意义上说,通信技术的演进史也是社会的发展的演变史,每一次通信技术的变革都会给人们的生活带来便利,对社会的影响也是巨大的。1G时代移动网进入了模拟时代,实现了基本的语音需求;2G时代进入了数字时代,手机可以实现简单上网,如QQ聊天,发送文字和图片;3G时代进入了移动多媒体时代,手机不仅仅可以语音通话、发送简单的文字和图片,还可以看视频,同时也催生出智能手机的出现。4G时代进入了高速上网时代,手机可以看高清视频,改变了人们的生活方式。5G时代进入了万物互联时代,实现了人与人,人与物,物与物之间的通信,催生出更多的产业链,比如无人驾驶、VR/AR、AI、远程医疗、车联网、云端机器人、智慧城市、无人工厂等,实现了5G改变社会的愿景,让我们翘首以盼吧!

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