2G网络总共有多少种?3G网络总共有多少种?4G网络总共有多少种?5G网络总共有多少种

2G网络总共有多少种?3G网络总共有多少种?4G网络总共有多少种?5G网络总共有多少种,第1张

随着互联网的普及和智能手机的广泛应用,大家对2G、3G、4G网络并不陌生。然而什么是2G、3G、4G网络,很多人就只能懵逼的人为是上网速度有差异。

其实,真正从个人用户的角度来说,上述理解无可厚非。G指的是Generation,也就是“代”的意思。1G~5G等的定义,主要是从速率,业务类型,传输时延,还有各种切换成功率角度给出具体实现的技术不同。所以1G就是第一代移动通信系统的意思,2G、3G、4G、5G就分别指第二、三、四、五代移动通信系统,而这也确实是人为划代。

1G:

第一代移动通信系统是模拟蜂窝移动通信,移动性和蜂窝组网的特性就是从第一代移动通信开始的,但是1G是模拟通信,抗干扰性能差,同时简单的使用FDMA技术使得频率复用度和系统容量都不高。1G主要就是两种制式,分别是来自美洲的AMPS和来自欧洲的TACS(中国当时跟随欧洲使用TACS),那是属于大哥大的时代。

代表:摩托罗拉8000X,即俗称“大哥大”;

缺点:串号、盗号

2G:

第二代移动通信技术加入更多的多址技术,包括TDMA和CDMA,同时2G是数字通信,因此在抗干扰能力上大大增强。第二代移动通信可以说对接下来的3G和4G奠定了基础,比如分组域的引入,和对空中接口的兼容性改造,使得手机不再只有语音、短信这样单一的业务,还可以更有效率的连入互联网(电路域也可以提供internet业务,只是相对来说分组域更适合internet业务)。2G主要的制式也是两个,分别是来自欧洲ETSI组织的GSM(GPRS/EDGE)和来自美洲以高通公司为主力的TIA组织的CDMA IS95/CDMA2000 1x。

代表:诺基亚7110,支持WAP;

缺点:传输速率低,网络不稳定,维护成本高;

3G:

其实前两代系统中,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,具体IMT-2000的需求可以自行百度谷歌维基或参考相关书籍。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,比如欧洲的ETSI和日本的ARIB/TTC提出了关键参数和技术大致相同的WCDMA技术,随后成立3GPP组织,对WCDMA进行了标准化,所谓的标准化就是技术PK和口水仗后,形成一份统一的协议,保证彼此接口的兼容。美国以高通公司为首的TIA组织也提出了CDMA2000,随后纠集利益同盟成立了3GPP2组织,也对CDMA2000进行了标准化。中国当时的CWTS(现为CCSA)也提出了TD-SCDMA,随后加入到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,后来IEEE组织的Wimax也获准加入IMT-2000家族,也成了3G标准,即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(暂时无视掉Wimax),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。

代表:联想、华硕各自推出平板电脑;

优点:CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。

4G:

第四代移动通信技术也是由ITU提出了需求,也就是IMT-Advanced家族,具体需求可自行百度维基谷歌。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。在3G时代呼风唤雨的高通公司和以其为首的3GPP2组织在4G时代也放弃了自家的UMB技术,转而投向LTE。LTE能得到高通公司和3GPP2组织的支持,可以说是对竞争对手Wimax的一次重大打击,但是由于高通公司的加入,LTE的利益分配注定也少不了高通,是好是坏看官们自己评判吧。

由于目前4G中以LTE的应用最广泛,所以以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而改成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。目前LTE以占据绝对优势的地位成为4G主流,Wimax家族可以说被完全压制,所以4G也很有希望能结束多年以来多个同代制式相争的混乱局面,由LTE实现大致的一个统一。

代表:Android、windows移动设备普及;

缺点:覆盖范围有限,数据传输有延迟;

5G:

第五代移动通信技术目前尚未正式商用,不过5G概念已被炒的如火如荼。5G技术标准征集可望于2017底陆续确定,2019年到2020年可看到全球营运商将陆续推出5G商业服务试营,包括:物联网、车联网、智慧医疗、VR/AR、工业40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,以及高达每秒20吉比特(gigabit, GB)的峰值数据下载速度。以自动驾驶汽车为例,车辆间能以0001秒的速度交换数据。

代表:拭目以待;

缺点:科技发展无止境,5G也肯定有其不足之处,有待各位去发掘;

下面通过表单的形式,简要对比各代通标的具体区别:

番外篇

5G标准化将分两个阶段完成

第一阶段是希望2017年底能完成5G标准化的中期里程碑(非独立模式的标准),3GPP计划在今年12月前能把非独立(Non-Standalone)的标准冻结。

第二阶段,3GPP希望在2018年年中左右实现第二个里程碑,即完成独立(Standalone)模式的标准化。

据《南华早报》于2017年6月报导,Jefferies证券分析师指出,中国三大电信商(中国移动、中国联通、中国电信)预估在7年内于5G 基础建设上投入1800亿美元,远高于2013-2020年它们在4G网络1170亿美元的投入。中兴和华为科技等设备制造商将成为主要的受益者。

移动通信系统从第一代移动通信系统(1G)开始逐渐发展,目前已经发展到第四代移动通信系统(4G),第五代移动通信系统(5G)也已经开始标准化,预计2020年商用。
G指的是Generation,也就是“代”的意思,例如 5G,表示第5代。
1G就是第一代移动通信系统的意思,2G、3G、4G、5G就分别指第二、三、四、五代移动通信系统,而这也确实是人为划代。
1G~5G等的定义,主要是从速率,业务类型,传输时延,还有各种切换成功率角度给出具体实现的技术不同。
1G、2G、3G、4G、5G 移动通信技术发展简史
1G、2G、3G、4G、5G 移动通信技术发展简史
1G
第一代移动通信系统是模拟蜂窝移动通信,移动性和蜂窝组网的特性就是从第一代移动通信开始的,但是1G是模拟通信,抗干扰性能差,同时简单的使用FDMA技术使得频率复用度和系统容量都不高。1G主要就是两种制式,分别是来自美洲的AMPS和来自欧洲的TACS(中国当时跟随欧洲使用TACS),那是属于大哥大的时代。
代表:摩托罗拉8000X,即俗称“大哥大”,支持语音、短信等基础功能;
缺点:串号、盗号
2G
1G、2G、3G、4G、5G 移动通信技术发展简史
第二代移动通信技术加入更多的多址技术,包括TDMA和CDMA,同时2G是数字通信,抗干扰能力大大增强。第二代移动通信技术对接下来的3G和4G奠定了基础,比如分组域的引入,和对空中接口的兼容性改造,使得手机不再只有语音、短信这样单一的业务,还可以更有效率的连入互联网(电路域也可以提供internet业务,只是相对来说分组域更适合internet业务)。2G主要的制式也是两个,分别是来自欧洲ETSI组织的GSM(GPRS/EDGE)和来自美洲以高通公司为主力的TIA组织的CDMA IS95/CDMA2000 1x。
代表:诺基亚7110,支持WAP,支持互联网接入;
缺点:传输速率低,网络不稳定,维护成本高;
3G
1G、2G、3G、4G、5G 移动通信技术发展简史
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,具体IMT-2000的需求可以自行百度谷歌维基或参考相关书籍。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,比如欧洲的ETSI和日本的ARIB/TTC提出了关键参数和技术大致相同的WCDMA技术,随后成立3GPP组织,对WCDMA进行了标准化,所谓的标准化就是技术PK和口水仗后,形成一份统一的协议,保证彼此接口的兼容。美国以高通公司为首的TIA组织也提出了CDMA-2000,随后纠集利益同盟成立了3GPP2组织,也对CDMA2000进行了标准化。中国当时的CWTS(现为CCSA)也提出了TD-SCDMA,随后加入到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,后来IEEE组织的Wimax也获准加入IMT-2000家族,也成了3G标准,即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(暂时无视掉Wimax),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。
代表:苹果、联想、华硕各自推出平板电脑;
优点:CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。
4G
1G、2G、3G、4G、5G 移动通信技术发展简史
第四代移动通信技术也是由ITU提出了需求,也就是IMT-Advanced家族,具体需求可自行百度维基谷歌。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。在3G时代呼风唤雨的高通公司和以其为首的3GPP2组织在4G时代也放弃了自家的UMB技术,转而投向LTE。LTE能得到高通公司和3GPP2组织的支持,可以说是对竞争对手Wimax的一次重大打击,但是由于高通公司的加入,LTE的利益分配注定也少不了高通,是好是坏看官们自己评判吧。
由于目前4G中以LTE的应用最广泛,所以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而改成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。目前LTE以占据绝对优势的地位成为4G主流,Wimax家族可以说被完全压制,所以4G也很有希望能结束多年以来多个同代制式相争的混乱局面,由LTE实现大致的一个统一。
代表:Android、苹果iOS、Windows移动设备普及;
缺点:覆盖范围有限,数据传输有延迟;
5G
1G、2G、3G、4G、5G 移动通信技术发展简史
第五代移动通信技术目前尚未正式商用,不过5G概念已被炒的如火如荼。5G技术标准征集可望于2017底陆续确定,2019年到2020年可看到全球营运商将陆续推出5G商业服务试营,包括:物联网、车联网、智慧医疗、VR/AR、工业40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0001秒的速度交换数据。
代表:拭目以待;
缺点:科技发展无止境,5G也肯定有其不足之处,有待各位去发掘;
简要对比5代移动通信的具体区别:
网络信号技术制式速率(bps)典型频率(MHz)覆盖半径1G模拟语音FDMAAMPS、TACS24k800/90010-50公里2G数字语音TDMA、CDMAGSM、CDMA64k900/18005-10公里3G数字语音与数据WCDMA、SCDMA
WCDMA、CDMA2000、
TD-SCDMA
2M
1940-1955
2130-2145
2-5公里4G数字语音视频图像OFDM、IMT-AdvancedTD-LTE、FDD-LTE、WiMax1G
2300-2320
1755-1765、1850-1860
1-3公里5G数字语音高清视频IMT-2020 75G3300-3600、4800-5000100-300米
随着移动通信技术的发展,低频的使用接近饱和,移动通信的载波频率变得越来越高,这也意味着蜂窝系统的小区半径越来越小(因为频率越高,电磁波的衰减越大)。
当然,小区半径不仅仅是由载波频点决定的,还跟其他很多因素有关,比如自然环境、用户密度、人为干扰等。
移动通信技术标准演进
1G、2G、3G、4G、5G 移动通信技术发展简史
1G、2G、3G、4G、5G 移动通信技术发展简史
5G标准化将分两个阶段完成
第一阶段是希望2017年底能完成5G标准化的中期里程碑(非独立模式的标准),3GPP计划在2017年12月前能把非独立(Non-Standalone)的标准冻结。
第二阶段,3GPP希望在2018年年中左右实现第二个里程碑,即完成独立(Standalone)模式的标准化。
据《南华早报》于2017年6月报导,Jefferies证券分析师指出,中国三大电信商(中国移动、中国联通、中国电信)预估在7年内于5G 基础建设上投入1800亿美元,远高于2013-2020年它们在4G网络1170亿美元的投入。中兴和华为科技等设备制造商将成为主要的受益者。

5G 是 4G 的延伸,是第五代移动通信标准,也称第五代移动通信技术。5G具有高速率、低时延、大容量等特征。
在高速率方面,5G 的网络速度是4G 的10倍以上。在5G网络环境比较好的情况下,1G的1-3秒就能下完,基本上不会超过10秒。
在低时延方面,人类眨眼的时间为 100 毫秒,而 5G 的时延已达到毫秒级别,仅为4G的十分之一,您在网络购票、抢红包时都能比普通4G客户更快一步,视频通话时也会有更好的交互体验。
在大容量方面,5G 网络连接容量更大,即使50个客户在一个地方同时上网,也能有100Mbps以上的速率体验。
中国移动将为您提供高速率、低时延、大容量的优质5G网络。5G商用初期,为您提供5G网络下的高分辨率、不卡顿、不拖尾、三维立体声的超高清视频;画质更加清晰的竖屏视频彩铃;母带级的24bit至臻音质内容;多终端、多网络、最多4方接入的家庭高清视频通话;无需下载、即点即玩、多屏合一的云端游戏等体验。
随着应用持续创新,未来中国移动还将陆续推出5G超高清视频会议、5G AR/VR全景直播、5G平安校园、5G远程教学、5G远程医疗、5G自动驾驶、5G无人机巡线、5G质量检测等应用。

不久前,中国华为公司主推的PolarCode(极化码)方案,成为5G控制信道eMBB场景编码方案。消息一出,在网络上就炸开了锅,甚至有媒体用“华为碾压高通,拿下5G时代”来形容这次胜利。那么,媒体报道是否名副其实,除了编码之外,5G还有哪些关键技术呢?▲5G通信到底是什么 5G,顾名思义是第五代通信技术,3GPP定义了5G三大场景:增强型移动宽带(eMBB,EnhanceMobileBroadband),按照计划能够在人口密集区为用户提供1Gbps用户体验速率和10Gbps峰值速率,在流量热点区域,可实现每平方公里数十Tbps的流量密度。海量物联网通信(mMTC,MassiveMachineTypeCommunication),不仅能够将医疗仪器、家用电器和手持通讯终端等全部连接在一起,还能面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景,并提供具备超千亿网络连接的支持能力。低时延、高可靠通信(uRLLC,UltraReliable&LowLatencyCommunication),主要面向智能无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务,能够为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。 从中可以看出,相对于4G通信,5G通信能够提供覆盖更广泛的信号,而且上网的速度更快、流量密度更大,同时还将渗透到物联网中,实现智慧城市、环境监测、智能农业、工业自动化、医疗仪器、无人驾驶、家用电器和手持通讯终端的深度融合,换言之,就是万物互联。————————▲5G通信有哪些关键技术有媒体将中国华为主推的Polar在信道控制eMBB场景中击败美国主推的LDPC和法国主推的Turbo20,认为是华为掌握了5G的核心专利,并用“华为碾压高通,拿下5G时代”来形容。但这种描述是比较值得商榷的。本次高通和华为争夺的eMBB场景编码方案,就这件事情本身而言还不能成为核心专利。核心专利是由几个体系来组成的,一般来说,物理层都认为是最核心的关键技术,这其中就包括编码,编码一方面可以传递信号,同时编码技术也可以增加抗干扰能力,Turbo20、PolarCode、LDPC就是目前法国、中国、美国主推的编码方案。另外一个就是多址,多址技术指的是解决多个用户同时和基站通信的问题,怎么来分享资源的技术,第一代通信采用的是FDMA技术,第二代通信采用的是TDMA技术,第三代通信采用的是CDMA技术,第四代通信采用的是OFDMA技术,5G时代多址是一个很关键的争夺点,现在流行看法就是NOMA。不过,4G奠基性技术“软频率复用”的发明人杨学志不久前撰文《NOMA只是一个误解》,认为NOMA未必能问鼎5G时代,依旧存在一定变数。还有一项关键技术就是多天线,多天线是一种增加容量的技术,在理论上能把容量提高很多倍。简单的说,就是在现有多天线的基础上通过增加天线数,甚至配置数十根甚至数百根以上天线,支持数十个独立的空间数据流,实现用户系统频谱效率的大幅提升。现在比较火的是MIMO技术,大规模MIMO技术不仅能够在不增加频谱资源的情况下降低发射功率、减小小区内以及小区间干扰,还能实现频谱效率和功率效率在4G的基础上再提升一个量级。此外,射频调制解调技术也属于关键技术。————————▲为何说“华为碾压高通,拿下5G时代”名不副实 所谓核心专利,是指能在物理层方面做出基础性的创新并掌握话语权的专利技术,所谓话语权就是,一旦技术商用后,就具备狮子大开口的技术实力。比如高通在3G时代掌握拥有软切换和功率控制两大核心专利以及两千项外围专利,具备了像爱立信、华为、诺基亚、中兴等全球通信厂商征收“高通税”的技术资本。华为如果仅凭一项Polar码是构不成核心专利的,何况Polar码也并非华为原创。美国高通主推的LDPC是由国际信息领域泰斗Gallager约五十年前提出的,经过50多年的发展和改进,技术已经非常成熟,虽然由于提出的时间较早,部分理念已经不能称之为先进,但经过多次改进和扩展,依旧是非常优秀的技术。法国主推的Turbo20是Turbo的延伸和发展,Turbo码是4G时代使用的编码之一,在技术上同样非常成熟。而中国主推的Polar码是由土耳其毕尔肯大学ErdalArikan教授(是Gallager的学生)在2008年首次提出,polar码的优势在于纠错能力强,而且是世界上唯一一种已知的能够被严格证明达到信道容量的信道编码方法,这对于高带宽网络的规范管理具有重要的意义,在某些应用场景中已经取得了和Turbo码和LDPC码相同或更优的性能。但劣势也非常明显,就是诞生时间太短,技术不够成熟。本次Polar码战胜LDPC码和Turbo码赢得的是eMBB场景短码控制信道。之前说过,3GPP定义了5G三大场景:增强型移动宽带(eMBB)、海量物联网通信(mMTC)、低时延、高可靠通信(uRLLC)。而华为这次仅仅获得了eMBB场景中短码的控制信道,而高通却斩获了eMBB场景的长码和短码的编码信道,而且mMTC和URLLC场景的编码方案还悬而未决。抛开之前提到的多址技术、多天线技术、射频调制解调技术等关键技术,仅仅凭华为在编码上取得了eMBB场景中短码的控制信道,一些媒体就声称“华为碾压高通,拿下5G时代”,这既不符合客观实际,也颇有捧杀的嫌疑。诚然,本次能够在编码标准的制定上占据一席之地是中国通信产业取得的胜利和实力的体现,但也不可忘乎所以,将取得的局部性胜利定义为“拿下5G时代”。内容来自:科普中国

1g到5g的发展历程:

1G:The1st Generation Mobile Communication System,即第一代移动通信系统,就像早期港片里面猪脚拿的那个“大砖头”,使用的通信技术就是1G技术,那是模拟通信技术,只能打电话,不能上网。

1G是已经淘汰的以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统,在那个时代,由于技术限制,设计上因为使用模拟调制、FDMA(频分多址),其抗干扰性能差,频率复用度和系统容量都不高。

1G主要系统为AMPS,另外还有NMT及TACS,该制式在加拿大、南美、澳洲以及亚太地区广泛采用,而国内在80年代初期移动通信产业还属于一片空白,直到1987年的广东第六届全运会上蜂窝移动通信系统正式启动。

2G:由于1G有着很多缺陷,经常出现串号、盗号等现象。1999年A网和B网被正式关闭,2G时代也来到了我们身边。1G到2G就是模拟调制到数字调制的过程,相比较第一代通信,2G在技术上更成熟,系统容量以及通话质量都有了极大的提升,不仅能打电话还能发短信、上网。

那个时代,诺基亚彻底崛起,成为了手机界的霸主持续近十年。2G系统几个主流的网络制式:GSM、TDMA、CDMA。

3G:随着通信产业的发展,人们对于移动网络的需求不断加大,第3代移动通信网络必须在新的频谱上制定出新的标准,享用更高的数据传输速率。

在3G之下,有了高频宽和稳定的传输,影像电话和大量数据的传送更为普遍,行动通讯有更多样化的应用,因此3G被视为是开启行动通讯新纪元的重要关键。

而支持3G网络的平板电脑也是在这个时候出现,苹果,联想和华硕等都推出了一大批优秀的平板产品。3G系统的几个主要制式WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA,WiMAX。

4G:第四代通信技术是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载,比拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps。

实质上现在我们所说的4G应该是LTE-Advanced,LTE只是作为39G移动互联网技术。

主要网络制式有:TD-LTE(时分双工)和FDD(频分双工),二者相似度达90%,差异较小,但由于无线技术的差异、使用频段的不同以及各个厂家的利益等因素,FDD-LTE的标准化与产业发展都领先于TD-LTE,成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的,终端种类最丰富的一种4G标准。

5G:即第五代移动通信技术,国际电联将5G应用场景划分为移动互联网和物联网两大类。5G呈现出低时延、高可靠、低功耗的特点,已经不再是一个单一的无线接入技术,而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术(4G后向演进技术)集成后的解决方案总称。

无线通信技术通常每10年更新一代,2000年3G开始成熟并商用,2010年4G开始成熟并商用,现在研究5G,2020年成熟应该是符合规律预期的,5G的诞生,将进一步改变我们的生活。

不久前,中国华为公司主推的Polar Code(极化码)方案,成为5G控制信道eMBB场景编码方案。消息一出,在网络上就炸开了锅,甚至有媒体用“华为碾压高通,拿下5G时代”来形容这次胜利。那么,媒体报道是否名副其实,除了编码之外,5G还有哪些关键技术呢?▲5G通信到底是什么5G,顾名思义是第五代通信技术,3GPP定义了5G三大场景: 增强型移动宽带(eMBB,Enhance Mobile Broadband),按照计划能够在人口密集区为用户提供1Gbps用户体验速率和10Gbps峰值速率,在流量热点区域,可实现每平方公里数十Tbps的流量密度。 海量物联网通信(mMTC,Massive Machine Type Communication),不仅能够将医疗仪器、家用电器和手持通讯终端等全部连接在一起,还能面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景,并提供具备超千亿网络连接的支持能力。 低时延、高可靠通信(uRLLC,Ultra Reliable & Low Latency Communication),主要面向智能无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务,能够为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。从中可以看出,相对于4G通信,5G通信能够提供覆盖更广泛的信号,而且上网的速度更快、流量密度更大,同时还将渗透到物联网中,实现智慧城市、环境监测、智能农业、工业自动化、医疗仪器、无人驾驶、家用电器和手持通讯终端的深度融合,换言之,就是万物互联。————————▲5G通信有哪些关键技术 有媒体将中国华为主推的Polar在信道控制eMBB场景中击败美国主推的LDPC和法国主推的Turbo20,认为是华为掌握了5G的核心专利,并用“华为碾压高通,拿下5G时代”来形容。但这种描述是比较值得商榷的。 本次高通和华为争夺的eMBB场景编码方案,就这件事情本身而言还不能成为核心专利。核心专利是由几个体系来组成的,一般来说,物理层都认为是最核心的关键技术,这其中就包括编码,编码一方面可以传递信号,同时编码技术也可以增加抗干扰能力,Turbo20、Polar Code、LDPC就是目前法国、中国、美国主推的编码方案。 另外一个就是多址,多址技术指的是解决多个用户同时和基站通信的问题,怎么来分享资源的技术,第一代通信采用的是FDMA技术,第二代通信采用的是TDMA技术,第三代通信采用的是CDMA技术,第四代通信采用的是OFDMA技术,5G时代多址是一个很关键的争夺点,现在流行看法就是NOMA。不过,4G奠基性技术“软频率复用”的发明人杨学志不久前撰文《NOMA只是一个误解》,认为NOMA未必能问鼎5G时代,依旧存在一定变数。 还有一项关键技术就是多天线,多天线是一种增加容量的技术,在理论上能把容量提高很多倍。简单的说,就是在现有多天线的基础上通过增加天线数,甚至配置数十根甚至数百根以上天线,支持数十个独立的空间数据流,实现用户系统频谱效率的大幅提升。现在比较火的是MIMO技术,大规模MIMO技术不仅能够在不增加频谱资源的情况下降低发射功率、减小小区内以及小区间干扰,还能实现频谱效率和功率效率在4G 的基础上再提升一个量级。此外,射频调制解调技术也属于关键技术。————————▲为何说“华为碾压高通,拿下5G时代”名不副实所谓核心专利,是指能在物理层方面做出基础性的创新并掌握话语权的专利技术,所谓话语权就是,一旦技术商用后,就具备狮子大开口的技术实力。比如高通在3G时代掌握拥有软切换和功率控制两大核心专利以及两千项外围专利,具备了像爱立信、华为、诺基亚、中兴等全球通信厂商征收“高通税”的技术资本。华为如果仅凭一项Polar码是构不成核心专利的,何况Polar码也并非华为原创。 美国高通主推的LDPC是由国际信息领域泰斗Gallager约五十年前提出的,经过50多年的发展和改进,技术已经非常成熟,虽然由于提出的时间较早,部分理念已经不能称之为先进,但经过多次改进和扩展,依旧是非常优秀的技术。 法国主推的Turbo20是Turbo的延伸和发展,Turbo码是4G时代使用的编码之一,在技术上同样非常成熟。而中国主推的Polar码是由土耳其毕尔肯大学Erdal Arikan教授(是Gallager的学生)在2008年首次提出,polar码的优势在于纠错能力强,而且是世界上唯一一种已知的能够被严格证明达到信道容量的信道编码方法,这对于高带宽网络的规范管理具有重要的意义,在某些应用场景中已经取得了和Turbo码和LDPC码相同或更优的性能。但劣势也非常明显,就是诞生时间太短,技术不够成熟。 本次Polar码战胜LDPC码和Turbo码赢得的是eMBB场景短码控制信道。之前说过,3GPP定义了5G三大场景:增强型移动宽带(eMBB)、海量物联网通信(mMTC)、低时延、高可靠通信(uRLLC)。而华为这次仅仅获得了eMBB场景中短码的控制信道,而高通却斩获了eMBB场景的长码和短码的编码信道,而且mMTC和URLLC场景的编码方案还悬而未决。抛开之前提到的多址技术、多天线技术、射频调制解调技术等关键技术,仅仅凭华为在编码上取得了eMBB场景中短码的控制信道,一些媒体就声称“华为碾压高通,拿下5G时代”,这既不符合客观实际,也颇有捧杀的嫌疑。诚然,本次能够在编码标准的制定上占据一席之地是中国通信产业取得的胜利和实力的体现,但也不可忘乎所以,将取得的局部性胜利定义为“拿下5G时代”。内容来自:科普中国


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