移动通信的前世今生

jianglinhua

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大家都知道，移动动通信技术差不多每隔十年左右会更新换代一次，下面详细先容从1G到6G的代际演进过程及其采用的主要技术与支撑的典型应用。

1G-1980年代: 民用移动通信的开端。

1. 采用模拟调制技术，频谱利用率极低，抗干扰能力差；

2. 用户多址方式采用简单频分多址接入(FDMA: Frequency Division Multiple Access)；

3. 只提供简单语音业务，网络信号覆盖范围及网络容量有限；

4. 模拟终端笨重而昂贵，俗称大哥大，一般只有有钱人或商务人士才会用得起；

2G-1990年代: 数字通信技术一统江湖。

1. 采用数字调制技术 ，即最小高斯频移键控(GMSK)或8PSK技术；

2. 用户多址方式采用时分多址接入(TDMA: Time Division Multiple Access)，典型代表有GSM(Global System for Mobile)即全球通和CDMA95两大子标准；

3. 开始采用蜂窝通信技术，小区载波频率可以复用，相同频段可以提高整体容量，单小区载波带宽为200KHz；

4. 主要提供窄带数字语音业务，短信业务(SMS: Short Message Service)及低速数据业

(最大速率9.6K-14.4Kbps)，只能浏览及收发一些简单的文本数据信息；

5. 2G技术后经几次演进，从GPRS到EDGE，最大速率支撑到64K-128Kbps，2G是应用时间最长的一代技术，生命力玩强，一直延用至今都还没完全退频退服；

6. 便携易用的数字功能手机从此进入普通百姓手里，正如旧时王谢堂前燕飞入寻常百姓家；

3G-2000年代: 军用通信技术民用化。

1. 采用数字调制技术，包括QPSK/16QAM/ 64QAM；

2. 控制信道和业务信道编解码分别采用卷积码和Turbo码技术；

3. 用户多址方式采用码分多址接入(CDMA: Code Division Multiple Access)，主要有WCDMA (UMTS)，TD-SCDMA和CDMA2000三大子标准；

4. 单小区载波带宽分为5MHz (WCDMA)，1.6MHzⅩ3 (TD-SCDMA)，1.25MHzX3 (CDMA2000)；

5. 码分属于军队里使用的成熟通信技术，通过扩频技术把有用信号隐藏到干扰和噪声信号中，空口安全性能好，不知道扩频码几乎无法破解，但其实民用通信对保密技术没有那么高的要求；

6. 主要提供宽带数字语音业务及中速数据业务(最大速率384Kps)，后续虽然进一步演进到HSDPA，最大支撑速率也不过2M-72Mbps，3G技术与应用都一直是不温不火，部署后也没有多大存在感，很快就被4G取代了；

4G-2010年代: 移动互联网的兴起。

1. 采用数字调制技术，包括QPSK/64QAM/256QAM；

2. 控制信道和业务信道编解码依然分别采用卷积码和Turbo码技术；

3. 用户多址方式采用正交频分多址接入(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access)，主要有TDD-LTE和FDD-LTE两大子技术标准；

4. 单小区载波带宽可以灵活配置，根据容量要求分别支撑5/10/15/20MHz；

5. 基于多媒体子系统(IMS)提供高清语音业务(VoLTE: Voice over LTE)及高清视频通话业务(VⅰLTE: Video over LTE)及高速数据业务(最大速率可达100M-300Mbps)；

6. 4G后续演进到4G-Advanced，支多载波聚合技术(CA: Carrier Aggregation)和最大8个并行数据流的8T8R-MIMO技术，最高下行速率可达1Gbps；

7. 智能手机的出现也带动了4G的快速应用与普及，由此大家几乎跳过3G跑步进入移动互联网时代；

5G-2020年代: 开启万物互联时代。

1. 跟4G一样采用数字调制技术，包括QPSK/64QAM/256QAM/1024QAM；

2. 控制信道和业务信道编解码分别采用高效Polar极化码技术(几乎达到香农信道容量极限)和低时延LDPC低密度奇偶校验码技术；

3. 用户多址方式也依然采用正交频分多址接入(OFDMA)，分为NSA(Non-Standalone)非独立组网模式和SA(Standalone)独立组网部署模式，NSA模式需要依4G基站当终端控制面信令锚点，因此属于5G初期过渡性部署，最终都需要切换到SA模式；

4. 单小区载波宽带拓展，也同样可以灵活配置，在FR1(<=6GHz)频段下，分别支撑10/20/30/40/50/60/70/80/90/100MHz，在FR2即毫米波频段下，分别支撑100/200/400MHz；

5. 继续提供基于多媒体子系统(IMS)的高清语音业务(VoNR: Voice over NR)及超高速数据业务(最高速率可达10Gbps)；

6. 5G引入大规模多入多出天线技术(massiv MIMO)，最大支256个发射天线端口和16个并行数据流，也支多技术双连接及多载波聚合技术，最高速率可达20Gbps；

7. 具体包括三大应用场景: 增强的移动宽带业务(eMBB，比如支撑8K超高清视频业务)，超可靠低时延通信业务(uRLLC，通过NFV和网络切片方式实现，比如支撑车联网自动驾驶和虚拟现实VR应用等)和大规模机器类通信业务(mMTC)即物联网业务；

8. 5G也在继续演进和拓展，包括支撑RedCap中高速物联网技术和NTN(‌Non-terrestrial Network)即终端直连卫星通信技术；

6G-2030年代: 移动通信新纪元。

6G技术目前还处于预研阶段，详细技术与协议规范还没有正式推出。6G的目标是实现“空天地海一体化”全天候通信，迈入万物智联通信新纪元。本公众号会继续原创或转发有关6G方面的文章。

由此发现一个简单规律，即偶数代比如2G4G技术与应用都是革命性的(Revolution)，而奇数代比如3G5G属于改良性的(Evolution)，其技术也不具备颠覆与创新性，其实际应用也都不如偶数代火爆与广泛，改良不如彻底革命，命中注定属于过渡性质的一代。因此大家有理由相信，未来的6G技术与应用将会超越现在的5G，或许也属于革命性的？

移动通信技术从1G到6G的飞速发展，离不开全球各个领域(包括各个标准化组织，各大设备商，各大运营商等)几代通信人的不懈努力与辛勤付出，大家今天才能够随时随地在线快速实时浏览分享学习各种常识与资讯，包括文字语音图片视频，随时随地下单购物转账收款点外卖打滴滴，随时随地玩游戏刷抖音看直播，一部手机走遍天下都不怕，所有这些背后都离不开通信技术特别是移动通信技术的支撑，可以说通信已经成了现代人继水，电和空气后第四大生成必需品了，须臾不可或缺，可以说一旦断网，你就像被隔离了一样，什么事都干不了了，只好躺平了！

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