移动通信技术发展概况(时尚最详分析移动通信技术)

移动通信系统从产生开始逐渐发展,目前已经发展到第五代移动通信系统,并且已投入商用。

移动通信系统划分为1G、2G、3G、4G、5G,G是英文Generation的简称,意为“一代”。

1G既代表第一代移动通信系统,2G、3G、4G、5G则分别指第二、三、四、五代移动通信系统,这是人们根据传输速率、业务类型、传输延时等不同技术和提供的服务来定义的。

1G~5G综述

移动通信技术发展概况(时尚最详分析移动通信技术)

移动通信服务要求演进

1G

第一代移动通信系统是模拟蜂窝移动通讯,移动性和蜂窝组网的特性就是从第一代移动通信系统开始的,且1G是模拟通信,抗干扰性能差,而且简单的使用FDMA技术使得频率复用度和系统容量都不高。1G主要分为两种制式,分别为AMPS和TACS,我国当时采用TACS制式。

2G

第二代移动通信系统从技术上加入了更多的多址技术,包括CDMA和TDMA,同时2G是数字通信,抗干扰能力大大增强。而第二代移动通信系统采用的技术如分组域的引入和对空中接口的兼容性改造,使手机不在只有语音、短信等单一的业务,还可以接入互联网,这也对3G和4G奠定了基础。2G主要制式有两个,分别为GSM(GPRS/EDGE)和CDMA IS95/CDMA2000 1X。

3G

前两代移动通信系统中,并没有一个国际组织做出明确的定义说什么是1G,什么是2G,而是靠各个国家和地区的通信标准化组织自己制定协议。但是到了3G,ITU(国际电信联盟)提出了IMT-2000,要求符合IMT-2000要求的才能被接纳为3G技术。ITU向全世界征集IMT-2000标准的时候,许多国家和地区的通信标准化组织都提出了自己的技术,随后成立3GPP组织,对WCDMA进行了标准化,形成一份统一的协议,保证彼此接口的兼容。美国提出了CDMA-2000,并对CDMA2000进行了标准化。中国也提出了TD-SCDMA制式,并加入到3GPP组织中,与来自ETSI的UTRA TDD进行了融合,完成了标准化。所以3G主流的制式主要就是WCDMA、CDMA2000 EVDO、TD-SCDMA这三个,这些3G标准,既第三代移动通信技术。

3G相对于2G来说主要是采用了CDMA技术,扩展了频谱,增加了频谱利用率,提升了速率,更加利于internet业务,同时3G的演进技术将多种多址方式进行了结合(FDD-HSPA、TD-SCDMA都是多种多址技术结合的产物),使用了更高阶的调制技术和编码技术,还采用了包括多载波捆绑、MIMO等新技术,使得速率进一步提升,部分功能也从RNC之类的上级机器下移到基站中来完成,提高了响应速度,降低了时延。同时3GPP组织在演进3G技术的同时也不断为未来做准备,包括核心网电路域的软交换、分组域和传输网的IP化等等。

4G

第四代移动通信技术是由ITU提出了需求。4G的标准的制定主要是两个组织,一个是3GPP组织,代表了绝大多数传统的运营商、通信设备制造商等等,LTE/LTE-Advanced出自其手。一个是IEEE组织,主要是IT界对通信界的一次挑战,推出了Wimax的后续,也就是WierlessMAN-Advanced。

目前4G中以LTE的应用最广泛,以LTE来说说4G相对于3G的改变。首先是网络架构的大变化,LTE抛弃了2G、3G一直沿用的基站-基站控制器(2G)/无线资源管理器(3G)-核心网这样的网络结构,而改成基站直连核心网,整个网络更加扁平化,降低时延,提升用户感受。核心网方面抛弃了电路域,核心网迈向全IP化,统一由IMS承载原先的业务。空中接口的关键技术也抛弃3G的CDMA而改OFDM,其在大带宽上比CDMA更加具备可行性和适应性,大规模使用MIMO技术提升了频率复用度,跨载波聚合能获得更大的频谱带宽从而提升速率,这些技术都是LTE-Advanced能跻身4G标准的重要因素(4G要求静止状态下1Gb/s下行和500Mb/s上行)。4G由于大频谱带宽的需求以及各国各地区频谱资源的稀缺,所以会看到更多的频段被使用,相比之下3G则主要在800/850/900/1700/1900/2100等频段。

5G

第五代移动通信技术目前正式商用。5G商业服务,包括:物联网、车联网、智慧医疗、VR/AR、工业4.0等关键应用,将驱动新产业生态链。

国际电信联盟IMT-2020也是负责监督5G技术标准制定,日前阐述了5G新技术的优势所在。该机构表示,即将推出的通用规范将支持每平方公里100万个互联网设备、1毫秒延迟以及数据包从一点到另一个点的时间量、更高的能效和频谱效率,以及高达下行20Gb/s的峰值数据下载速度。以自动驾驶汽车为例,车辆间能以0.001秒的速度交换数据。

我国运营商移动通信频段

2G实现从1G的模拟时代走向数字时代,3G实现从2G语音时代走向数据时代,4G实现IP化,数据速率大幅提升。

5G将会给我们带来怎样的改变?5G最大的改变就是实现从人与人之间的通信走向人与物、物与物之间的通信, 实现万物互联,推动社会发展。

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