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移动通信技术的演进——从0G到 6G

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可口可乐公司曾经做过一个实验,一年不碰智能手机奖励十万美金。足以证明手机在现代人生活中的重要性。对于小木匠来说,哪怕没有人发微 信,没有人打电话,手机也必须时刻带在身边,时不时看一下。也曾经有人拿现在的智能手机依赖症和清末的大烟鸦 片对比。

但移动通信真正的发展,也仅仅是近40年的事情。今天我们一起捋一下移动通信的发展史。

0G:移动通信史前时代

那个时候还不叫移动通信,充其量可以成为通信。通信的方式也极其原始。烽火狼烟,飞鸽传书是最初的通信方式。当然,误码率也很高,也常常接收不到信号。比如周幽王的烽火戏诸侯,就传递了一个极其错误的信号。为此付出的代价也挺大。所以当雅典人战胜波斯之后,为了准确的传递信息,活生生跑了个全马,结果累死了。

直到1893年,出现了个叫做特斯拉的大神,进行了无线电传输信号的实验。马可尼进行了远距离的无线电报传输。移动通信从史前文明,慢慢进化到了现在文明。

1G:模拟时代

1G表示第一代移动通讯技术,以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统,如现在已经淘汰的模拟移动网。1G无线系统在设计上只能传输语音流量,并受到网络容量的限制。1G时代的街上随处可见公共电话亭以及等着打电话的人,大家腰带上都别着BB机。当然有钱人的标配是腰里的大哥大。
2G:数字时代
2G,是第二代手机通信技术规格的简称,一般定义为无法直接传送如电子邮件、软件等资讯;只具有通话、和一些如时间日期等传送的手机通信技术规格。不过手机短信SMS (Short message service)在2G的某些规格中能够被执行。
2G在美国通常被称为PCS(Personal Communications Service)。
2G技术基本可被切为两种,一种是基于TDMA所发展出来的以GSM为代表,另一种则是基于CDMA规格所发展出来的CDMAOne,复用(Multiplexing)形式的一种。
主要的第二代手机通信技术规格标准有:
GSM:基于TDMA所发展、源于欧洲、目前已全球化。
IS-95(也叫做CDMA One):基于CDMA所发展、是美国最简单的
CDMA系统、用于美洲和亚洲一些国家。
IS-136(也叫做D-AMPS):基于TDMA所发展,是美国最简单的
TDMA系统,用于美洲。
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。
PDC(Personal Digital Cellular):基于TDMA所发展,仅在日本普及。
3G:宽带时代
所谓第三代移动通信技术,即3G网络技术,与第一代移动通信技术(即 1G)与第二代数字手机通信技术(即 2G)相比,3G 手机主要是将无线通信和国际互联网等通信技术全面结合,以此形成一种全新的移动通信系统。这种移动技术可以处理图像、音乐等媒体形式,除此之外,也包含了电话会议等一些商务功能。为了支持以上所述功能,无线网络可以对不同数据传输的速度进行充分的支持,即无论是在室内、外,还是在行车的环境下,都可以提供最少为2Mbps、384kbps与144kbps的数据传输速度。

第三代移动通信技术(3G),3G网络技术是该领域发展的必然。3G对移动通信技术标准做出了定义,使用较高的频带和CDMA技术传输数据进行相关技术支持,工作频段高,主要特征是速度快、效率高、信号稳定、成本低廉和安全性能好等,和前两代的通信技术相比最明显的特征是3G网络技术全面支持更加多样化的多媒体技术。
4G:智能时代
4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s,这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍,也是3G移动电话速率的50倍。4G手机可以提供高性能的汇流媒体内容,并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视节目,从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。此外,4G的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。还有,4G有望集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信,移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。

4G通信技术并没有脱离以前的通信技术,而是以传统通信技术为基础,并利用了一些新的通信技术,来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话,那么4G通信会是一种超高速无线网络,一种不需要电缆的信息超级高速公路,这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。
5G:万物互联时代


第五代移动通信技术(英语:5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation,简称5G或5G技术)是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。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。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成,作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟(ITU)[1] 。ITU IMT-2020规范要求速度高达20 Gbit/s,可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。

6G:星际时代


6G,即第六代移动通信标准,一个概念性无线网络移动通信技术,也被称为第六代移动通信技术。主要促进的就是互联网的发展。

6G网络将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界。通过将卫星通信整合到6G移动通信,实现全球无缝覆盖,网络信号能够抵达任何一个偏远的乡村,让深处山区的病人能接受远程医疗,让孩子们能接受远程教育。此外,在全球卫星定位系统、电信卫星系统、地球图像卫星系统和6G地面网络的联动支持下,地空全覆盖网络还能帮助人类预测天气、快速应对自然灾害等。这就是6G未来。6G通信技术不再是简单的网络容量和传输速率的突破,它更是为了缩小数字鸿沟,实现万物互联这个“终极目标”,这便是6G的意义。

来源:射频学堂
电子通信UM
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首次发布时间:2023-03-04
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射频学堂
硕士 学射频,就来射频学堂。
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