任务1
移动通信发展历程

【任务前言】

4G是什么？5G又是什么？移动通信技术在演进过程中经历了哪些变化？带着这些问题，我们进入本任务的学习。

【任务描述】

介绍历代移动通信技术的发展历史及特点。

【任务目标】

●了解移动通信发展历史。

●了解各代移动通信的特点。

知识储备

在移动通信技术40多年的发展历程中，大约每10年就要进行一次技术革新，如图1-1所示。从1G到5G的演进，体现着人类对于科技孜孜不倦的追求，而科技也回馈人类，给人类的生活带来了巨大的改变。

20世纪70年代，摩托罗拉公司的马丁·库帕（Martin Lawrence Cooper）（如图1-2所示）研发出了世界上第一部移动电话。几年后，贝尔实验室完成了高级移动电话系统（AMPS，Advanced Mobile Phone System）的实验，“1G”诞生。

第一代移动通信系统（1G），主要采用的是模拟技术与频分多址（FDMA，Frequency Division Multiple Access）技术。FDMA是把总带宽分隔成多个正交的信道，每个用户占用一个信道，在一个信道中，同一时刻只能传送一个用户的业务信息。模拟通信技术有许多不足，比如语音质量低、覆盖范围较小、容易受到干扰，以及经常会出现“串话”（“串话”一般表现为，甲、乙双方在建立通话后某一方突然听到另一个陌生人的声音）。

尽管1G存在着容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务及不能自动漫游等诸多不足之处，但是在当时仍是最先进的技术，并且1G的出现也为后续移动通信技术的改进和发展奠定了坚实的基础。

1990年，第一版全球移动通信系统（GSM，Global System for Mobile Communica-tions）标准制定完成，第二代移动通信系统（2G）登上历史舞台。相较于1G，2G最大的不同之处在于其信令和语音信道都是数字的。这就使得2G既可以进行文本传输，又可实现短信业务。2G的主流制式有两种：一种是欧洲的GSM，一种是美国的码分多址（CDMA，Code Division Multiple Access）。

GSM基于时分多址（TDMA，Time Division Multiple Access）技术，CDMA技术通话质量好、掉话少、保密性强、辐射低、健康环保，而且在新业务的承载上，CDMA更加成熟，可以提供更多中高速率的业务。尽管CDMA占据各种技术优势，但是起步较晚，GSM已经在全球占据大部分市场份额。而且如果使用CDMA，需要向高通公司缴纳巨额的专利授权费，所以虽然同属2G标准，CDMA的影响力和市场规模都无法和GSM相提并论。GSM是事实上的全球主流2G标准。

相较于1G，2G的制式更加趋于统一，能实现真正意义上的全球漫游。在2G的中后期，更是开启了移动通信上网的新模式，加上互联网在全球的迅猛发展，二者相辅相成，为开启移动互联网时代奠定了基础。

第三代移动通信系统（3G）是国际电信联盟（ITU，International Telecommunication Union）在2000年提出的具有全球移动、综合业务、数据传输蜂窝、无线、寻呼、集群等多种功能，并能满足频谱利用率、运行环境、业务能力和质量、网络灵活及无缝覆盖等多个要求的全球移动通信系统，简称IMT-2000系统。写入国际标准的3G技术一共4种，分别是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和WiMAX。

尽管3G技术在2000年就已经成熟，但是一直不温不火，主要原因在于人们不知道该如何使用它。直到2008年，乔布斯发布了iPhone 3G，有了3G网络的支持，iPhone将传统的通信行业与互联网连接起来，彻底引爆人类不断增长的数据需求。自此，世界进入移动互联时代。

但是，人类对于速度的追求是无止境的，更渴望“飞一般的感觉”，一旦到了没有Wi-Fi而使用3G的地方，就总是会有意无意地和Wi-Fi进行对比，希望移动网络的速度也能像Wi-Fi一样。于是采用正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术的第四代移动通信系统（4G）应运而生。

相比3G，4G网络在规范上有了前所未有的统一，全球均采用国际电信标准组织第三代合作伙伴计划（3GPP，3rd Generation Partnership Project）推出的LTE/LTE-Advanced标准。4G实现了更高的网速，并基本满足了人们所有的互联网需求。相较于3G，4G在传输速率和降低时延上都有着非常大的提升，人们不仅可以观看高清电影，还可以直播互动，各类手游也接踵而至，而互联网行业也在4G网络的加持下，蓬勃发展，移动互联网的发展达到一个新的高度。如今4G已经像“水电”一样成为我们生活中不可缺少的基本资源。微信、微博、视频等手机应用成为生活中很重要的一部分，我们无法想象离开手机的生活。

4G看似已经渗透到我们生活的方方面面，那我们为什么还需要新建5G网络呢？如果说4G改变生活，那么5G将改变社会。4G主要实现的是人与人的连接，5G将实现人与物、物与物的连接，即家庭、办公室、城市中的物体都可实现连接，走向智慧和智能，真正实现万物互联。

早在2013年，欧盟就成立了专门研究5G的组织——METIS[Mobile and Wireless Communications Enablers for the Twenty-Twenty（2020）Information Society，构建2020年信息社会的无线通信关键技术]，这也是最早牵头研究5G的组织。随后，世界各国和地区均持续加快研发5G技术的步伐，同时也在同步推进关于5G的标准。2017年年底，在3GPP RAN第78次全体会议上，5G新空口（NR，New Radio）首发版本正式冻结并发布。在此版本中，提出了5G组网的两种方案——非独立组网（NSA，Non-Stand Alone）和独立组网（SA，Stand Alone）。而在2019年6月6日，5G商用版牌照发放，10月31日三大电信运营商公布了5G商用套餐，并于11月1日正式上线5G商用套餐，中国正式进入5G商用元年。

纵观从1G到5G的演进历程，从1G到4G更多地改变了人与人之间的沟通，随着移动通信网络技术的不断创新，用户终端不断小型化、便捷化和智能化，业务类型更加丰富化、多样化、全面化。而从4G到5G，除了技术上的进步，更有应用场景的全面革新，已经远远超出对个人生活的影响，5G成为国家基础设施的一个重要组成部分。5G是“新基建”中最根本的通信基础设施，既可为大数据中心、人工智能和工业互联网等其他基础设施提供重要的网络支撑，又可将大数据、云计算等数字科技快速赋能给各行各业，是数字经济的重要载体。

任务习题

1 .移动通信技术更迭中，文字（短信）的传输出现在（ ）。

A.1G

B.2G

C.3G

D.4G

2 .由模拟信号向数字信号升级的移动通信技术更迭是（ ）。

A.1G到2G

B.2G到3G

C.3G到4G

D.4G到5G

3 .一般来讲，下列哪种制式上网速度最快（ ）。

A.GPRS

B.EDGE

C.WCDMA

D.LTE VsL+b7z3PIRszjUY+tzxDXOwbrE/qoABYfxcq1+M/Am1XS+yzZFRRiWYa3VBJumQ