移動網絡已經成為我們生活、娛樂不可缺少的必備品，雖然移動網絡看不見摸不著，但移動上網、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網絡技術架構白皮書》，可達10Gb/s的下載速度的5G網絡又一次將其拉回了人們的視野。移動通信又經歷了幾個時代?每個時代的通信網絡又如何?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，在現代科學水平的飛速發(fā)展，相繼出現了無線電、固定電話、移動電話、甚至視頻電話等各種通信方式?？梢哉f，通信技術拉近了人與人之間的距離，提高了經濟的效率，深刻地改變了人類的生活方式和社會面貌。

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

　　通信的種類又分為傳輸媒質為導線、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調制，將介于300Hz到3400Hz的語音轉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，而國內在80年代初期移動通信產業(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在的移動、聯(lián)通和電信，卻有著A網和B網之分，而在這兩個網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，手機網絡資費的價格也讓普通老百姓難以消費。當時的入網費高達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，經常出現串號、盜號等現象，給運營商和用戶帶來了不少煩惱。于是在1999年A網和B網被正式關閉，同時2G時代也來到了我們身邊。

　　1G中網絡制式A網B網區(qū)別：

　　1G 時期，我國的移動電話公眾網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)構成。經過劃分，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網和B網，二者的區(qū)別和劃分就在于使用頻段的不同。

　　◆2G：數字調制傳輸 昔日的王者諾基亞的時代

　　到了1995年，新的通訊技術成熟，國內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則是從模擬調制進入到數字調制，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了。

　　2G聲音的品質較佳，比1G多了數據傳輸的服務，數據傳輸速度為每秒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，它的出現標志著手機上網時代的開始，而那個時代GSM的網速僅有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，一定程度上抑制了電信產業(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)。這說明數字通訊從很早就已經構建到系統(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)是在數字技術的分支 --擴頻通信技術上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術。CDMA技術的原理是基于擴頻技術，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數據，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使原數據信號的帶寬被擴展，再經載波調制并發(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處理，把寬帶信號換成原信息數據的窄帶信號即解擴，以實現信息通信。

　　◆3G:第三代行動通訊標準

　　第2代移動通信技術標準競爭結束,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，此時人們對移動網絡的需求不斷加大，因此第3代移動通信網絡必須在新的頻譜上制定出新的標準，享用更高的數據傳輸速率。

　　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、頻率復用系數高、抗多徑能力強、通信質量好、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)，同樣是建構在數字數據傳輸上，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)機品質也利于長時間和網絡相連結，有了高頻寬和穩(wěn)定的傳輸，影像電話和大量數據的傳送將更為普遍，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鍵。

　　ipad領銜 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網絡的平板電腦也是在這個時候出現，蘋果，聯(lián)想和華碩等都推出了一大批優(yōu)秀的平板產品。

　　當時相對成熟的WCDMA網絡和CDMA2000網絡讓中國聯(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用戶數量、終端數量、運營地區(qū)上都存在一定的劣勢。從現在來看采用自主技術的中國移動在網絡上吃了大虧，網絡速度上一直被電信和聯(lián)通緊緊壓制，平板電腦的網絡制式也是大多為聯(lián)通3G網絡。

　　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量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps。

　　該技術包括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月國內發(fā)布4G牌照

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

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

　　4G產品較為豐富

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

　　毫無疑問，4G網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網絡制式附錄：

　　TD-LTE：

　　LTE是基于OFDMA技術、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)，是移動通信技術使用的雙工技術之一，與FDD頻分雙工相對應。

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

　　FDD-LTE:

　　LTE 是基于正交頻分多址 Orthogonal Frequency Division Multiple Access(OFDMA)技術、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%。

　　由于無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素，FDD-LTE的標準化與產業(yè)發(fā)展都領先于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，但是TD-LTE是TDD版本的長期演進技術，被稱為時分雙工技術，而FDD-LTE也是長期演進技術，不同的是，FDD-LTE采用的是分頻模式。類似網絡課程中的時分復用技術和頻分復用技術。

　　◆5G：劃分為移動互聯(lián)網和物聯(lián)網兩大類 速度或達到10 Gbps

　　5G，即第五代移動通信技術，也是4G之后的延伸，目前5G的需求及關鍵技術指標(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)網和物聯(lián)網兩大類，各個國家均認為5G除了支持移動互聯(lián)網的發(fā)展，還將解決機器海量無線通信需求，極大促進車聯(lián)網、工業(yè)互聯(lián)網等領域的發(fā)展。

　　5G：呈現出低時延、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，也不是幾個全新的無線接入技術，而是多種新型無線接入技術和現有無線接入技術(4G后向演進技術)集成后的解決方案總稱。5G需求已擴大到物聯(lián)網領域。

　　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的上網速率，而5G則可以最高達到10G。這也就意味著，在5G網絡環(huán)境下，一部超高清畫質的電影1秒內就可以下載完成，與4G網絡相比，5G網絡不僅傳輸速率更高，而且在傳輸中呈現出低時延、高可靠、低功耗的特點，低功耗能更好地支持物聯(lián)網應用。

　　5G目前境地

　　關于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，除了國內的企業(yè)和研究機構，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、物聯(lián)網帶來的龐大終端接入、數據流量需求，以及種類繁多的應用體驗提升需求等，關于5G的一些“硬需求”已經提前得到了業(yè)界的廣泛認可。無線通信技術通常每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的1G應運而生;

　　90年代，語音業(yè)務需求量與日俱增，此時，數字技術取代模擬技術已經成為必須，使得2G(GSM)進一步提高了語音通話的質量，提高了頻譜利用效率，同時降低了組網成本，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，支持了數據和多媒體業(yè)務;

　　而最近兩年，移動互聯(lián)網又全面興起，“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成為了支持寬帶數據和移動互聯(lián)網業(yè)務的關鍵;

　　從 1987年的第1代移動網絡到2015年的第4代移動網絡，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的突飛猛進，從大哥大到如今 4G平板。而1G、2G、3G以及現在的4G逐漸從簡單的通話也已經轉換為清晰語音、高質量圖片視頻傳送技術發(fā)展，運營商的業(yè)務也開始發(fā)生了轉變。而更高網速的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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