从3G到5G：移动通信技术的飞速发展与变革历程

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【资讯】自从有了第一通电话以来，人类在沟通方面取得了飞速的进步。从简单的电话到电话网络；从有线电话到无线移动电话；从固定电话到移动电话；从单一的通话功能到多功能……关于通信设备的发展，也是日新月异。这里我们就来说说从2008年3G普及到2020年被称为5G元年我们经历了什么。

移动通信系统简述

说到这里，首先要明白，这里的G指的是1G、2G、3G、4G、5G网络，分别代表第一、二、三、四、五代移动通信系统。作为最早的移动通信系统，我们所谓的“老大哥”所使用的第一代通信技术仅限于蜂窝电话标准。这时，用于传输信息的电信号或电磁波信号往往是对其本身的直接模拟，如语音、传真、动态图像等信息的传输，都是以模拟语音的形式出现。

虽然这在当时已经是非常强大的技术，但从目前来看，1G容量有限，标准过多，相互不兼容，保密性差，通话质量低，无法提供数据服务，无法提供自动漫游等服务，而且只能打电话，但是连短信等数据信息都无法支持。看来目前的缺点确实太多了。正是因为性能不足，1987年11月18日在广东第六届运动会上推出并正式商用的第一代移动通信技术，经历了14年的风风雨雨，于12月31日正式推出，2001 年。关闭。

在第二代移动通信系统中，手机已经变得比老大哥还要小。同时，它基于数字语音传输技术。虽然目前看来并没有什么大的升级，但是从2G开始才变得可以发送短信。 ，但在当时仍然是一个颠覆性的创新；同时，2G也解决了1G最大的问题，那就是技术标准不同。只有“国家标准”，没有“国际标准”。

2G之后，其实还有2.5G。 2.5G技术是2G到3G的连接技术。由于3G是一项浩大的工程，多而复杂，不可能一步一步从2G直接切换到3G，所以2.5G技术应运而生。我们熟悉的GPRS、WAP、EDGE、蓝牙等技术都是2.5G技术。 2.5G可以实现图片、音频、短视频的传输。同时支持无线上网！大多数人都知道，移动梦网，英文的意思是+，也就是移动互联网。这带动了手机、互联网、游戏、音乐、视频等行业在那个历史阶段的发展。也是在这个时候，很多人第一次接触到“流量”这个词。也正是在这个时候，请注意，您的手机可以访问互联网。互联网接入需要数据流量。如果您的手机无法上网，您的话费将会被扣除。

3G时代

3G与2G的主要区别在于传输语音和数据速度的提高。可以更好地实现全球无限漫游，处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式。它将无线通信与国际互联网等融为一体，与多媒体通信相结合的一代移动通信技术。事实上，到了2020年，就一般日常使用而言，3G除了速度稍慢之外，已经可以满足日常使用需求了。

然而，在中国，中国的TD-SCDMA只有中国移动采用，关于TD-SCDMA还有一个很多人不愿提及的往事。

1994年，电信科学研究院院长李世和得知，正在攻读博士学位的陈伟。曾与美国大学教授徐光汉合作开发智能天线，成立了Cwill。经过技术沟通，三人认为SCDMA在无线传输方面具有巨大潜力。向邮电部引进SCDMA技术，并带领邮电部专家赴美国考察论证。得到了邮电部相关领导的高度认可，决定将相关技术引入国内。 1995年11月，电信科学技术研究院与Cwill公司共同组建信威公司。紧接着，SCDMA被列入“九五”科技攻关计划，获得经费1500万元，同时还获得国家计委的1000万元资助。在李世和和周欢的资助下，SCDMA技术成为中国TD-SCDMA的雏形。

ITU（国际电信联盟）于1997年发出3G提案征集，截止日期为1998年6月30日。中国收到征集信后，围绕“中国应该做、如何做”进行了多次集中讨论。讨论：当时中国在移动通信领域还没有经验。华为和中兴通讯主要生产程控交换设备。 GSM设备仍处于开发过程中，在3G和标准方面没有经验。 1998年1月，召开了一次重要的标准决策会议，讨论了候选技术提交香山会议和我国确定3G候选技术的战略。参加本次会议的有来自全国各地高校的多位教授和研究机构。 ，争论非常激烈，大多数人都持怀疑态度。邮电部相关领导最终做出决定：“我国移动通信的发展不能总是依赖国外技术，要有第一次。第一次可能不会成功，但会留下宝贵的经验。”我支持他们把TD-SCDMA推向国际水平，如果失败了，我们也认为这是一次胜利，是中国人敢于创新的尝试，也是对国家的贡献。”

中国的TD-SCDMA实际上分为两部分。它是中国的SCDMA加上西门子的TD-CDMA技术。西门子在3G研究初期专注于TDD研究，但输给了欧洲的初步技术筛选。以爱立信和诺基亚为代表的WCDMA阵营，而西门子作为欧洲企业，也希望联合品牌、投资支持欧洲。 UMTS在欧洲阵营，所以之前的TDD投入基本就白费了。后来在参与3G研发的西门子研究部李万林的推荐下，西门子决定利用这项技术与中国合作，而中国恰好申请了TD-SCDMA技术。专利数量不够，所以我正好买了西门子的TD-CDMA，所以就有了现在的TD-SCDMA。

但这么短的时间内制定出来的通信标准难免存在一些小问题，而且技术还不是特别成熟。一位负责中国移动技术部的高级经理表示：与WCDMA、WCDMA相比，TD-SCDMA的技术渊源决定了其低速率。 ，无论如何优化，都无法跟上其他3G标准。

2000年5月，在中国强硬立场的支持下，所谓强硬立场是：你不用自己用，他们就罢工抗议。无奈之下，ITU（国际电信联盟）宣布将中国提交的TD-SCDMA与美国主导的欧洲WCDMA合并，跻身三大3G国际标准。许多国家和制造商表示不会支持和采用。厂商说：你自己用这个标准吧，但我不会给你生产支持这个标准的芯片和手机。代表是苹果和高通，但技术还不成熟，巨头有实力，但我们无能为力。

2008年4月，相关人员写信明确建议中国移动负责TD-SCDMA。原因是中国移动有用户优势、资金充足、而且是国际品牌。说白了，谁占了便宜，谁就占了便宜。这一建议很快得到了批准，中国移动最终推出了TD-SCDMA。 2008年，以“迎奥运”为名，宣布中国移动从4月1日起“试运行”TD-SCDMA。直至2009年1月7日，工信部发放3G牌照到中国移动、中国电信和中国联通，中国进入3G时代。

4G时代

在4G时代，它给我们带来了更好的用户体验。

4G是WLAN技术和3G通信技术的良好结合，使得图像传输速度更快，使得传输图像的质量和图像看起来更清晰。 4G通信技术允许用户理论上访问互联网高达100M，3G通信与其他技术相比，大了20倍。 4G带来高清、视频直播、云计算、手机网游等。

4G有多个名称。国际电信联盟称之为IMT-技术，其他还有B3G、-2000等。4G有两大技术基础：LTE和.16m()。 LTE是一个长期演进，就是在3G的基础上通过技术迭代慢慢达到4G。

3G时代，欧洲为了推广自己的UMTS，成立了3GPP组织。在向4G演进时，3GPP明显“去高通化”，在路线上避开了高通的专利技术。与此同时，高通推出了另一项3GPP2技术，并开始研发自己的4G演进技术，这就是UMB。由于高通在3G时代向整个行业征收“高通税”，导致大多数设备制造商支持LTE而不支持LTE。同样部署高通CDMA的运营商UMB也宣布支持LTE，UMB盟友也转向了当时由英特尔主导的Wimax。再加上UMB本身无法解决同频干扰的问题，加上当时全球经济危机，以及各种不利条件，高通宣布放弃UMB，转而采用LTE。

不过，由于高通实力雄厚，4G标准中仍然写入了大量专利，但并不是核心专利，而是一些必要专利。根据最早版本的LTE标准，4G标准于2008年制定，这意味着高通的4G专利将在2028年左右逐渐开始到期。

2009年10月，国际电联共收集了六项候选技术。这六项技术可以分为两大类。一是基于3GPP的LTE技术；另一种是基于.16m()技术。中国提交的候选技术作为LTE的组成部分。

这六种候选技术分别是： 北美标准化组织 IEEE 的 802.16m() 日本 3GPP 的 FDD-LTE-韩国（基于 802.16m） 中国（TD-LTE-） 中国（LTE-TDD） 欧洲标准化组织 3GPP（FDD-LTE-）

目前只有两个国际标准已最终确定：LTE 和 IEEE。在中国，2013年12月4日发放4G牌照，我国正式进入4G时代。

5G时代

5G网络的主要优势是数据传输速率高，高达/s，比有线互联网更快，比之前的4G LTE蜂窝网络快100倍。另一个优点是网络延迟较低，低于 1 毫秒，而 4G 为 30-70 毫秒。

5G的准备工作从2013年开始。2017年2月，国际通信标准组织3GPP正式公布了5G的官方标志。 2017年12月21日，国际电信标准组织第78次全体会议上，5GNR方法版本正式冻结并发布。 5GNR是“”的缩写，中文名称是：5G New Radio ，空中接口就是空中接口，比如手机到基站的接口。

在5G阶段，3GPP组织已将接入网（5GNR）和核心网（）分离，它们必须独立演进到5G时代。这是因为5G不仅是为移动宽带而设计的，也是为eMBB（增强型移动宽带）而设计的。 ）、URLLC（超可靠低时延通信）、mMTC（大规模机器通信）。简单来说，5G不仅仅是提高速度，还要解决延迟、容忍大规模机器之间的同时通信。那么当今时代，说到5G，有一个词大家一定听说过，那就是：双模双载波。这正式是大家最关心的5G的两个方面。

双模是指5G网络的两种部署方式：NSA（非独立组网）和SA（独立组网）

最简单来说：SA需要建设新的5G基站和5G核心网，而NSA则使用4G基站或核心网。

双载波是指5G的两个频段。一是6GHz以下，也叫Sub-6GHz，几乎和现在的2、3、4G在同一频段；另一种是24GHz以上，高频毫米波（）

因为频率越高，电磁波的波长越短，能量越高，衰减越快，穿透性越差，散射越少，对人体的伤害就越大。中学物理里有句话：波长越长，越容易绕过障碍物。事物。因此，毫米波的频率在24GHz以上，因此它的波长很短，它携带大量信息并且传输速度很快，这意味着延迟非常低。相应的问题是覆盖范围小，建筑物遮挡穿透力差，覆盖同一面积。 1个6GHz以下基站就足够了，但毫米波基站可能需要5个。不过这个频率还远未达到伤害身体的阶段，所以不用担心。

不过，由于我们仍处于4G向5G的过渡阶段，现有4G基础良好，Sub-6GHz传输距离长，蜂窝覆盖范围广。基站需求量小，相关配套设施也成熟。我国幅员辽阔。 ，全面覆盖成本高昂，耗时较长。为了及时享受5G，目前国内5G建设主要使用Sub-6GHz频段。未来，随着各种技术环节的成熟以及新的5G基站的慢慢建设，毫米波一定会得到发展。

关于5G的发展，2018年2月23日，世界移动大会前夕，沃达丰和华为宣布两家公司合作在西班牙完成全球首次使用新的非独立无线标准和频率的5G呼叫测试乐队。

2018年2月27日，华为在展会上发布了首款3GPP标准5G商用芯片巴龙5G01和5G商用终端，支持全球主流5G频段，包括（低频）和（高频）。

2018年6月13日，标准SA（独立组网）解决方案在3GPP第80次全会上正式完成并发布，标志着第一个真正完整的国际5G标准正式发布。

2018年12月1日，韩国三大运营商SK、KT、LGU+在韩国部分地区同步推出5G服务。这也是第五代移动通信业务在全球首次商用。首尔是首批应用5G服务的地区。韩国六大城市的首都圈和市中心地区，手机用户将于2019年3月左右可以使用5G服务。

2019年6月6日，工业和信息化部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，中国正式进入5G时代。

2019年10月31日，三大运营商推出5G商用，并于11月1日正式推出5G商用套餐。

对于5G，很多人都有自己的看法。 5G的普及商用对于消费者来说当然是一件好事。至于即将普及的5G，以及未来性能更好的通信技术标准，会对我们的生活产生哪些影响？这种变化目前可能很难知道。虽然传输速度会越来越快，但或许到那时，速度快就只是他最不起眼的技术之一了。也许万物之间会相互联系，这可能会提高我们生活的幸福感……