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从1G到5G,蜂窝移动通信如何改变人类社会

时间:2023-06-28 06:08:57 信息发展

从1G到5G,蜂窝移动通信如何改变人类社会

蜂窝移动通信是一种利用无线电波在地面上划分多个小区,通过基站和移动终端进行通信的技术。自从20世纪80年代诞生以来,蜂窝移动通信经历了从模拟语音到数字多媒体的飞跃式发展,大约每十年完成一次标志性的技术革新,为人类社会带来了巨大的影响和变化。

第一代蜂窝移动通信(1G)是在上世纪80年代初出现的,采用模拟调制技术和频分多址接入(FDMA)技术,主要提供语音业务。1G移动通信系统首次引入了蜂窝网(即小区制)的概念,实现了频谱资源的空分复用,提高了系统容量。它使得人们可以随时随地进行电话沟通,开启了个人移动通信时代。1G移动通信系统的主要代表有美国的先进移动电话系统(AMPS)、欧洲的全址接入通信系统(TACS)和北欧移动电话(NMT) 。

第二代蜂窝移动通信(2G)是在上世纪90年代初开始部署的,采用数字调制技术和时分多址接入(TDMA)或码分多址接入(CDMA)技术,提供语音和低速数据业务。2G移动通信系统标志着从模拟技术向数字技术的转变,使得系统的用户容量、保密性和语音质量大幅提升,同时也降低了设备成本和运营费用。2G移动通信系统最成功的代表是欧洲的全球移动通信系统(GSM),它实现了全球范围内的漫游,并成为目前使用最广泛的网络标准。为了满足中速数据传输的需求,在GSM的基础上又出现了通用分组无线服务(GPRS)和增强型数据速率GMS演进(EDGE)技术,被称为2.5G技术 。

第三代蜂窝移动通信(3G)是在21世纪初开始商用的,采用宽带码分多址接入(WCDMA)技术,并在更高频段使用更大的系统带宽进行数据发送,提供数字多媒体业务。3G移动通信系统以高速数据传输为目标,支持视频电话、流媒体、在线游戏等应用,使得人们可以享受更丰富的信息服务。3G移动通信系统经过不断地演进,出现了高速下行分组接入(HSDPA)、高速上行分组接入(HSUPA)和增强型高速分组接入(HSPA+)等技术,提高了数据传输的速率和效率。3G移动通信系统的主要代表有北美的CDMA2000、欧洲和日本的宽带码分多址移动通信系统(WCDMA)、中国的时分同步的码分多址技术(TD-SCDMA) 。

第四代蜂窝移动通信(4G)是在2010年左右开始部署的,采用正交频分多址(OFDMA)技术和多天线(MIMO)技术,提供移动宽带互联网业务。4G移动通信系统基于扁平化网络架构设计,在3G的长期演进(LTE)基础上进行升级。LTE系统可以实现上/下行峰值速率达到50Mbps/100Mbps,支持大规模机器类通信和物联网应用。在LTE的基础上进一步采用了载波聚合(CA)、中继和多点协同传输(CoMP)技术,形成了增强型长期演进技术(LTE-A),可以实现上/下行峰值速率达到500Mbps/1Gbps。4G移动通信系统统一了全球的网络标准,只有FDD-LTE和TD-LTE两种制式,实现了全球范围内的互通和漫游 。

第五代蜂窝移动通信(5G)是在2019年开始商用的,采用新型无线接入技术和新型网络架构,提供超高速、超低时延、超高可靠、超高密度的移动通信服务。5G移动通信系统不仅支持传统的人人通信,还支持大规模机器类通信和超可靠低时延通信,可以满足工业、医疗、交通等垂直行业的信息化服务需求,实现万物互联。