移動(dòng)通信技術(shù)的30年

 通信的種類按傳輸媒質(zhì)可以分為：導(dǎo)線、電纜、光纜、波導(dǎo)、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。今天我們主要聊的是無線通信。

無線通信(Wireless Communication)是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)的無線通信又通稱為移動(dòng)通信，人們把二者合稱為無線移動(dòng)通信。

1G：“大哥大”橫行

1986年，第一套移動(dòng)通訊系統(tǒng)在美國芝加哥誕生，采用模擬訊號(hào)傳輸，模擬式為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(yīng)用在一般語音傳輸上，且語音品質(zhì)低、訊號(hào)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(dòng)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(yùn)會(huì)上蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)正式啟動(dòng)。

在第1代行動(dòng)通信系統(tǒng)在國內(nèi)剛剛建立的時(shí)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(gè)年代雖然沒有現(xiàn)在的移動(dòng)、聯(lián)通和電信，卻有著A網(wǎng)和B網(wǎng)之分，而在這兩個(gè)網(wǎng)背后就是主宰模擬時(shí)代的愛立信和摩托羅拉。

模擬通信系統(tǒng)有著很多缺陷，經(jīng)常出現(xiàn)串號(hào)、盜號(hào)等現(xiàn)象。1999年A網(wǎng)和B網(wǎng)被正式關(guān)閉，2G時(shí)代也來到了我們身邊。

1G中網(wǎng)絡(luò)制式A網(wǎng)B網(wǎng)區(qū)別

1G時(shí)期，我國的移動(dòng)電話公眾網(wǎng)由美國摩托羅拉移動(dòng)通信系統(tǒng)和瑞典愛立信移動(dòng)通信系統(tǒng)構(gòu)成。經(jīng)過劃分，摩托羅拉設(shè)備使用A頻段，稱之為A系統(tǒng);愛立信設(shè)備使用B頻段，稱之為B系統(tǒng)。移動(dòng)通信的A、B兩個(gè)系統(tǒng)即是人們常說的A網(wǎng)和B網(wǎng)。

2G：諾基亞崛起時(shí)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(dǎo)下，正式揮別1G，進(jìn)入了2G的通訊時(shí)代。從1G跨入2G則是從模擬調(diào)制進(jìn)入到數(shù)字調(diào)制，相較而言，第二代移動(dòng)通信具備高度的保密性，系統(tǒng)的容量也在增加，同時(shí)從這一代開始手機(jī)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?wù)，數(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，另外還有TDMA、CDMA、PDC與iDEN。第一款支持WAP的GSM手機(jī)是諾基亞7110，它的出現(xiàn)標(biāo)志著手機(jī)上網(wǎng)時(shí)代的開始，而那個(gè)時(shí)代GSM的網(wǎng)速僅有9.6KB/s。

2G時(shí)代也是移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)爭奪的開始，，GSM脫穎而出成為最廣泛采用的移動(dòng)通信制式。早在1989年歐洲就以GSM為通信系統(tǒng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)并正式商業(yè)化，同時(shí)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(dòng)電話商。

2G主流的幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)制式

GSM：全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(Global System for Mobile CommunicaTIon)，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)，較之以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是它的信令和語音信道都是數(shù)字式的。GSM是一個(gè)當(dāng)前由3GPP開發(fā)的開放標(biāo)準(zhǔn)。

TDMA：時(shí)分多址(TIme Division MulTIple Access)，是把時(shí)間分割成周期性的幀(Frame)，每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào)，在滿足定時(shí)和同步的條件下，基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)終端的信號(hào)而不混擾。同時(shí)，基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)終端的信號(hào)都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸，各移動(dòng)終端只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收，就能在合路的信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分并接收下來。

CDMA：碼分多址(Code Division MulTIple Access)，是在數(shù)字技術(shù)的分支--擴(kuò)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(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)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(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。

3G：CDMA大行其道

隨著人們對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的需求不斷加大，第3代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必須在新的頻譜上制定出新的標(biāo)準(zhǔn)，享用更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。

在3G之下，有了高頻寬和穩(wěn)定的傳輸，影像電話和大量數(shù)據(jù)的傳送更為普遍，行動(dòng)通訊有更多樣化的應(yīng)用，因此3G被視為是開啟行動(dòng)通訊新紀(jì)元的重要關(guān)鍵。而支持3G網(wǎng)絡(luò)的平板電腦也是在這個(gè)時(shí)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。

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(dòng)的TD-SCDMA，中國聯(lián)通的WCDMA和中國電信的WCDMA2000。

3G的幾個(gè)主流標(biāo)準(zhǔn)制式

分別是WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA，WiMAX。

CDMA是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。CDMA系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用系數(shù)高、抗多徑能力強(qiáng)、通信質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點(diǎn)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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

4G：無線蜂窩電話協(xié)議

4G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(hào)上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps。

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

如今4G信號(hào)覆蓋已非常廣泛，支持TD-LTE、FDD-LTE的手機(jī)、平板產(chǎn)品越來越多，很多平板，并成為標(biāo)配，支持通話功能、網(wǎng)絡(luò)的Android、Win系統(tǒng)平板也非常常見。

4G的主要網(wǎng)絡(luò)制式

LTE是基于OFDMA技術(shù)、由3GPP組織制定的全球通用標(biāo)準(zhǔn)，包括TDD(時(shí)分雙工)和FDD(頻分雙工)兩種模式，二者相似度達(dá)90%，差異較小。

TD-LTE：TDD版本的LTE技術(shù)，分時(shí)長期演進(jìn)(Time Division Long Term Evolution)，由3GPP組織涵蓋的全球各大企業(yè)及運(yùn)營商共同制定。

FDD-LTE：FDD版本的LTE技術(shù)。由于無線技術(shù)的差異、使用頻段的不同以及各個(gè)廠家的利益等因素，F(xiàn)DD-LTE的標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展都領(lǐng)先于TD-LTE，成為當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)。

5G：高可靠體驗(yàn)

5G，即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，國際電聯(lián)將5G應(yīng)用場景劃分為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)兩大類。

5G呈現(xiàn)出低時(shí)延、高可靠、低功耗的特點(diǎn)，已經(jīng)不再是一個(gè)單一的無線接入技術(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(jìn)技術(shù))集成后的解決方案總稱。

可以看到，是車聯(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(yīng)用體驗(yàn)提升需求推動(dòng)了5G的研究。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(yīng)該是符合規(guī)律預(yù)期的，5G的誕生，將進(jìn)一步改變我們的生活。