移动通信是进行无线通信的现代化技术,这种技术是计算机与移动互联网发展的重要成果之一。移动通信技术经过第一代、第二代、第三代、第四代技术的发展,目前,已经迈入了第五代发展的时代(5G),这是目前改变世界的几种主要技术之一。移动通信技术作为最重要的国家基础战略技术之一,一直走在世界科技发展的最前沿。其中,移动通信技术标准的对决,是真正的大国技术的巅峰对决。与军事科技不同的是,移动通信技术对国家的经济和政治影响巨大。2G、3G、4G、5G 到6G的议题热度始终居高不下,那么到底什么是2G、3G、4G、5G、6G呢?
【技术准备-0G】好莱坞美女发明了CDMA、WIFI!
CDMA技术最早竟然是由好莱坞美女明星海蒂·拉玛(Hedy Lamar)发明的。
海蒂·拉玛,1914年11月9日出生于奥地利首都维也纳,美国影视女演员、发明家。海蒂·拉玛开始接触"扩频通信技术",源于她的第一任丈夫弗里茨·曼德尔。曼德尔是一名犹太人,但他早年在纳粹军工部门工作,负责军队通信技术的研发。1938年3月,海蒂与她的第一任丈夫离婚,顺便也把纳粹无线通信方面的"军事机密"带到了盟国。
1939年,海蒂·拉玛结识了音乐家乔治·安太尔,安太尔提出可以借鉴自动钢琴的做法来实现"跳频"。
1940年,海蒂·拉玛和钢琴作曲家乔治·安太尔设计出了一个飞机导航系统。
1941年,她借鉴了乔治·安太尔同步演奏钢琴的原理发明了“跳频技术”,为CDMA、Wi-Fi等技术奠定了基础。他们完成了这项研究并为他们的"频率跳变"装置设计申请了专利,无线电"跳频技术"就是现在的"扩频通讯技术"。
1997年,当以CDMA为基础的通信技术开始走入大众生活时,科学界才想起了已经83岁高龄的海蒂。世界通讯协会给予了她高度评价,追认她为CDMA技术的鼻祖。同年被授予“电子前沿基金会”先锋奖。
【第一代移动通信标准-1G-模拟】1G,模拟蜂窝移动通信,第一代移动通讯技术。
(1)【美国】美国的高级移动电话系统(AMPS)。
(2)【北欧】NMT,应用于东欧以及俄罗斯。
(3)【英国】TACS
(4)【日本】JTAGS,这时候,日本也挺强的。
(5)【中国】没什么事,大哥大。
【第2代移动通信标准-2G-数字】2G:数字蜂窝移动通信系统。以数码语音传输技术为核心,无法直接传送如电子邮件、软件等信息,只具有通话,短信等功能。
(1)【欧洲】GSM,源于欧洲、已全球化。
(2)【美国】IDEN,基于TDMA所发展、美国独有的系统。被美国电信系统商Nextell使用。
(3)【美国】D-AMPS,用于美洲。
(4)【美国】IS-95(CDMA ONE),1995年美国高通基于CDMA所发展,用于美洲和亚洲一些国家。
(5)【日本】PDC,于1994年投入运行。
(6)【中国】没中国什么事,但是,山寨机很牛。
【第2.5代移动通信标准-2.5G】
(1)【欧洲】GPRS,可简单上网。
(2)【欧洲】IS-95B,可简单上网。
【第3代移动通信标准-3G】
(1)【欧洲】WCDMA
这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,同化全球,包括日本和中国联通。
(2-1)【美国】CDMA2000
除美国,还有中国电信使用CDMA2000技术,使用CDMA2000技术的国家相比WCDMA要少很多。但是通信标准是一个大国的博弈工具,在美国克林顿时代,民主党政府是支持高通公司的,为CDMA2000成为3G国际标准起了巨大推动作用。
(2-2)【美国】WIMAX
但到了共和党时代,小布什担任总统,共和党更支持和共和党有深厚关系的英特尔,这时英特尔也领头推动wimax技术。这种背景下,美国逐渐放弃对CDMA2000的支持,把wimax作为发展的重心,一方面通过政治压力推动美国运营商上马wimax,另一方面逼迫全世界制造商也加入wimax的研发与生产队伍,2007年10月19日,在3G标准征集停止9年之后,美国通过政治压力,硬是把wimax变成了3G标准。
(3)【中国】TD-SCDMA
2000年5月,TD-SCDMA在经历了艰难曲折后,终于成为了国际标准,泪流满面啊!这个标准的通过,是中国战略争夺的重要一步。
但要把这个标准变成一个产业,这是一个考验我们的大问题,国外企业普遍采用抵制的态度,根本不打算支持这个标准。2005年以后,随着华为、中兴技术实力大增,中国政府决定由中国移动这样一家最有实力的电信运营商担任TD-SCDMA的运营重任。2007年,中国决定要上TD-SCDMA,全世界的设备制造商都采取一个抵制的态度,表面支持,背后不跟,还好中兴、大唐、华为等国产技术在第一次TD-SCDMA招标时,市场份额达到95%,完全改写了通信设备供应商的格局。
(4)【日本】国际标准申请失败,赢在起跑线上的日本输了!
【第4代移动通信标准-4G】
(1)【欧洲】FDD-LTE
(2)【中国】TD-LTE
2012年1月中国TD-LTE标准与欧洲FDD-LTE标准同时成为国际标准。TD-LTE继承和拓展了TD-SCDMA在智能天线、系统设计等方面的关键技术和自主知识产权,系统能力与FDD-LTE相当。截至目前,全球一共有60多个国家部署了78张TD-LTE商用网络。全球的TD-LTE基站数量已经达到了130万个,约占世界LTE基站数的43%之多,并且其用户数量则是占4G总用户数的45%。不过这也说明TD-LTE已经在全球得到认可。
(3-1)【美国】UMB,高通的最新CDMA标准,申请国际标准失败,基站转向FDD-LTE标准。
(3-2)【美国】Intel的最新wimax标准,申请失败,wimax 4G的基站全部转向中国TD-LTE标准。
(4)【日本】标准再次没日本什么事情,日本软银大部分转向中国标准TD-LTE,其他转向欧洲FDD-LTE标准。
【第5代移动通信标准-5G】
第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代移动通信技术,为4G(LTE-A、WiMAX-A)系统后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。
2018年6月3GPP发布了第一个5G标准,支持5G独立组网,重点满足增强移动宽带业务。
2018年12月,工信部正式对外公布,已向中国电信、中国移动、中国联通发放了5G系统中低频段试验频率使用许可。这意味着各基础电信运营企业开展5G系统试验所必须使用的频率资源得到保障,向产业界发出了明确信号,进一步推动我国5G产业链的成熟与发展 。
2019年6月6日,工信部正式向中国电信、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商用元年。
2020年12月,工信部向中国电信、中国移动、中国联通三家基础电信运营企业颁发5G中低频段频率使用许可证。同时许可部分现有4G频率资源重耕后用于5G,加快推动5G网络规模部署。
2021年,我国已建成5G基站超过115万个,占全球70%以上,是全球规模最大、技术最先进的5G独立组网网络。全国所有地级市城区、超过97%的县城城区和40%的乡镇镇区实现5G网络覆盖;5G终端用户达到4.5亿户,占全球80%以上。
目前5G时代,中国在全球主要国家的5G竞备中处于领先地位,与中国同处第一梯队位置的还有韩国、美国和日本。
【第6代移动通信标准-未来6G】
第六代移动通信系统(简称6G),是指第六代移动通信技术,是5G系统后的延伸。目前仍在开发阶段。
在未来第六代移动通信系统中,网络与用户将被看作一个统一的整体。用户的智能需求将被进一步挖掘和实现,并以此为基准进行技术规划与演进布局。如今6G已经在路上了,它的普及会来得更快,未来谁先占领6G网络的制高点,谁就能率先开启万物互联的新时代,6G的战略意义不言而喻。
在经历了“2G跟随、3G突破、4G同步、5G领先”之后,6G时代中国正奋力谋求获得“领跑者”地位,立志占据6G技术制高点,引领世界产业的发展。目前国内IMT2020新技术工作组已开始开展6G的总体研究。2019年4月26日,毫米波太赫兹产业发展联盟在京成立,该联盟旨在加快我国毫米波太赫兹产业发展,提升我国在通信领域的技术水平与产业化能力。同时由国家发改委、工信部、科技部共同支持举办的未来移动通信论坛已发布3本6G相关白皮书。
美国:6G的研发推进以政府资助高校的模式为主,重点研发“融合太赫兹通信与传感”的项目。
日本:6G的研究工作以国内最大电信运营商NTTDoCoMo为主体,主攻太赫兹、轨道角动量等方向。
韩国:三星负责6G技术预研,计划在6G时代将全双工技术打磨精熟。
欧盟:欧盟明确提出研发超高速太赫兹创新无线通信技术。欧洲电信标准化协会(ETSI)也逐步开展6G基础技术的研究项目及其他研发方向的征询工作。
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