移动通信系统的组成_通信基础知识入门

移动通信系统的组成_通信基础知识入门 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。

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、TACS2.4k800/90010-50公里2G数字语音TDMA、CDMAGSM、CDMA64k900/18005-10公里3G数字语音与数据WCDMA、SCDMAWCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA2M1940-19552130-21452-5公里4G数字语音视频图像OFDM、IMT-AdvancedTD-LTE、FDD-LTE、WiMax1G2300-23201755-1765、1850-18601-3公里5G数字语音高清视频IMT-2020 7.5G3300-3600、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。