【智能科技】從1G到5G,30年我們所經曆的移動通信技術有哪些



摘要:

移動無線網絡是物聯網網絡層的核心方式,而移動無線通信技術本身也在不斷地更新換代。那麼,移動通信技術到底經曆了那幾個發展階段,每個階段的特色又是什麼呢?


通信的種類按傳輸媒質可以分為: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。今天我們主要聊的是無線通信。


1G:“大哥大”橫行


1986年,第一套移動通訊係統在美國芝加哥誕生,采用模擬訊號傳輸,模擬式為代表在無線傳輸采用模擬式的FM調製,將介於300Hz到3400Hz的語音轉換到高頻的載波頻率MHz上。此外,1G隻能應用在一般語音傳輸上,且語音品質低、訊號不穩定、涵蓋範圍也不夠全麵。




1G主要係統為AMPS,另外還有NMT及TACS,該製式在加拿大、南美、澳洲以及亞太地區廣泛采用,而國內在80年代初期移動通信產業還屬於一片空白,直到1987年的廣東第六屆全運會上蜂窩移動通信係統正式啟動。


在第1代行動通信係統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(一般人可用不起喲!)。那個年代雖然沒有現在的移動、聯通和電信,卻有著A網和B網之分,而在這兩個網背後就是主宰模擬時代的愛立信和摩托羅拉。




模擬通信係統有著很多缺陷,經常出現串號、盜號等現象。1999年A網和B網被正式關閉,2G時代也來到了我們身邊。


1G中網絡製式A網B網區別


1G時期,我國的移動電話公眾網由美國摩托羅拉移動通信係統和瑞典愛立信移動通信係統構成。經過劃分,摩托羅拉設備使用A頻段,稱之為A係統;愛立信設備使用B頻段,稱之為B係統。移動通信的A、B兩個係統即是人們常說的A網和B網。


2G:諾基亞崛起時代


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則是從模擬調製進入到數字調製,相較而言,第二代移動通信具備高度的保密性,係統的容量也在增加,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年由歐洲發展出來,另外還有TDMA、CDMA、PDC與iDEN。第一款支持WAP的GSM手機是諾基亞7110,它的出現標誌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,,GSM脫穎而出成為最廣泛采用的移動通信製式。早在1989年歐洲就以GSM為通信係統的統一標準並正式商業化,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年功夫諾基亞就成為全球最大的移動電話商。



2G主流的幾個網絡製式


GSM:全球移動通信係統(Global System for Mobile Communication),是當前應用最為廣泛的移動電話標準,較之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。GSM是一個當前由3GPP開發的開放標準。


TDMA:時分多址(Time Division Multiple Access),是把時間分割成周期性的幀(Frame),每一個幀再分割成若幹個時隙向基站發送信號,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,各移動終端隻要在指定的時隙內接收,就能在合路的信號中把發給它的信號區分並接收下來。


CDMA:碼分多址(Code Division Multiple Access),是在數字技術的分支--擴頻通信技術上發展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術。CDMA技術的原理是基於擴頻技術,即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數據,用一個帶寬遠大於信號帶寬的高速偽隨機碼進行調製,使原數據信號的帶寬被擴展,再經載波調製並發送出去。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:CDMA大行其道


隨著人們對移動網絡的需求不斷加大,第3代移動通信網絡必須在新的頻譜上製定出新的標準,享用更高的數據傳輸速率。


在3G之下,有了高頻寬和穩定的傳輸,影像電話和大量數據的傳送更為普遍,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。而支持3G網絡的平板電腦也是在這個時候出現,蘋果,聯想和華碩等都推出了一大批優秀的平板產品。



中國於2009年的1月7日頒發了3張3G牌照,分別是中國移動的TD-SCDMA,中國聯通的WCDMA和中國電信的WCDMA2000。


3G的幾個主流標準製式


分別是WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA,WiMAX。


CDMA是第三代移動通信係統的技術基礎。CDMA係統以其頻率規劃簡單、係統容量大、頻率複用係數高、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展潛力。


世界上主流的3G規格為WCDMA與CDMA2000係列,另外還有中國移動主推的TD-SCDMA。美、加、澳、韓以及日本KDDI采用CDMA 2000係列。


4G:無線蜂窩電話協議


4G是指第四代無線蜂窩電話通訊協議,是集3G與WLAN於一體並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係統能夠以100Mbps的速度下載,比撥號上網快2000倍,上傳的速度也能達到20Mbps。


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


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,並成為標配,支持通話功能、網絡的Android、Win係統平板也非常常見。


4G的主要網絡製式



LTE是基於OFDMA技術、由3GPP組織製定的全球通用標準,包括TDD(時分雙工)和FDD(頻分雙工)兩種模式,二者相似度達90%,差異較小。


TD-LTE:TDD版本的LTE技術,分時長期演進(Time Division Long Term Evolution),由3GPP組織涵蓋的全球各大企業及運營商共同製定。


FDD-LTE:FDD版本的LTE技術。由於無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素,FDD-LTE的標準化與產業發展都領先於TD-LTE,成為當前世界上采用的國家及地區最廣泛的,終端種類最豐富的一種4G標準。


5G:高可靠體驗


5G,即第五代移動通信技術,國際電聯將5G應用場景劃分為移動互聯網和物聯網兩大類。


5G呈現出低時延、高可靠、低功耗的特點,已經不再是一個單一的無線接入技術,而是多種新型無線接入技術和現有無線接入技術(4G後向演進技術)集成後的解決方案總稱。




可以看到,是車聯網、物聯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推動了5G的研究。無線通信技術通常每10年更新一代,2000年3G開始成熟並商用,2010年4G開始成熟並商用,現在研究5G,2020年成熟應該是符合規律預期的,5G的誕生,將進一步改變我們的生活。



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【會心一笑】


畢業到廈門工作3年,

陪女友逛過N次這條街,

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