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1G到4G的标准历程

作者:ca88  来源:ca88游戏官网  时间:2020-06-01 04:59  点击:

  关于3大电信运营商的3G段子:联通3G是跑车,好路才跑得快;电信3G是suv,慢点但哪都能跑;移动3G是UFO,光听说过没见过。

  1G作为移动通信的鼻祖,为类比式系统,是以模拟技术为基础的蜂窝无线G系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式,将介于300Hz到3400Hz的语音转换到高频的载波频率MHz上(一般在150MHz或以上)。

  二十世纪六十年代由美国贝尔实验室等单位提出蜂窝系统的概念和理论,但是受到硬件的限制,七十年才在正式向产业化发展。移动通信的变革在北美、欧洲、和日本几乎同时进行,但在这些区域采用的标准是不同的。

  1971年12月,AT&T向FCC提交了蜂窝移动服务提案;1978年,美国贝尔试验室研制成功全球首个移动蜂窝电线年,AMPS被FCC批准,分配了824-894MHz频谱,投入正式商业运营。

  1979年,由NET在日本东京开通了第一个商业蜂窝网络,使用的技术标准是日本电报电话(NTT),后来发展了高系统容量版本Hicap。

  北欧于1981年9月在瑞典开通了NMT(Nordic移动电话)系统,接着欧洲先后在英国开通TACS系统,德国开通C-450系统等。

  1G通信存在众多弊端,保密性差、系统容量有限、频率利用率低、只能进行进行通信无法进行数据传输、设备成本高、体积重量大等。由于受到传输带宽的限制,不能进行移动通信的长途漫游,只能是一种区域性的移动通信系统。

  AMPS:高级移动电线MHz频带,在北美,南美和部分环太平洋国家广泛使用

  TACS:总接入通信系统,由摩托罗拉公司开发,是AMPS系统的修改版本,运行于900MHz频带,分为ETACS(欧洲)和JTACS(日本)两种版本。英国、日本和部分亚洲国家广泛使用此标准,我国邮电部于1987年确定以TACS制式作为我国模拟制式蜂窝移动电话的标准

  NMT:北欧移动电线MHz频带,应用于曾在北欧国家、瑞士、荷兰、东欧及俄罗斯等国。NMT450由爱立信和诺基亚公司开发,服务于北欧国家。是世界上第一个多国使用的蜂窝网络标准,运行于450MHz频段;NMT900为升级版本有更高的系统容量,并能使用手持的终端产品

  C-450:与C-Netz基本相同,运行于450MHz频带,二十世纪八十年代部署在非洲南部

  1G时代就是一个傻白甜的时代,以AMPS为代表,只能语音通信不能上网,网络容量也严重受限,除此之外还有众多弊端,比如保密性差、系统容量有限、频率利用率低、设备成本高、体积重量大等。

  由于受到传输带宽的限制,不能进行移动通信的长途漫游,只能是一种区域性的移动通信系统,只有国家标准没有国际标准,系统制式混杂不能国际漫游成为一个突出的问题。这些缺点都随着第二代移动通信系统的到来得到了很大的改善。

  虽然1G时代并不区分移动、联通和电信,却有着A网和B网之分,而在这两个网背后就是主宰模拟时代的爱立信和摩托罗拉。通信设备就像砖头一样,但却昂贵无比,这便是财富的象征的“大哥大”。

  20世纪70年代进入了2G时代,开启数字蜂窝通信,摆脱了模拟技术的缺陷,有了跨时代的提升,虽然仍定位于话音业务,但开始引入数据业务。并且手机可以发短信、上网。2G的天下,也呈现出“抱团”的现象,与1G时代的乱战在相比,天下被分割为GSM(基于TDMA)与CDMA两种形式。

  随着移动通信用户数的增加,TDMA依靠大力压缩信道带宽的做法已经显现出弊端的时候,美国高通便投入到了CDMA的研发中,并证实CDMA用于蜂窝通信的容量巨大,且频率利用率高、抗干扰能力强,所以应用前景也被看好。

  GSM:全球移动通信系统,基于TDMA,源于欧洲并实现全球化,使用GSN处理器。GSM系统通过SIM卡来识别移动用户,这位发展个人通信打下了基础

  IDEN:基于TDMA,美国独有的系统,被美国电信系统商Nextell使用

  IS-95﹙CDMAOne﹚:基于CDMA,美国最简单的CDMA系统,用于美洲和亚洲一些国家

  2G时代开始了移动通信标准的争夺战,1G时代各国的通信模式系统互不兼容迫使厂商要发展各自的专用设备,无法大量生产在一定程度上抑制了产业的发展。2G时代虽然标准也比较多,但已经有“领导性”的网络制式脱颖而出。GSM也让全球漫游成为可能。

  伴随着1989年GSM统一标准的商业化,欧洲起家的诺基亚与爱立信开始攻占美国和日本市场,仅仅10年功夫诺基亚力压摩托罗拉,成为全球最大的移动电线月中国移动成立了。

  2G在发展后期暴露出来的FDMA的局限,让通信厂商找到了3G发展的方向。3G移动网络必须要面对新的频谱、新的标准、更快的数据传输。而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。

  可见3G虽然标准还是有多家,但是也快成为CDMA的“家族企业”了。WiMAX定位是取代WiFi的一种新的无线传输方式,但后来发现WiMAX定位比较像3.5G一样,提供终端使用者任意上网的连结,这些功能3.5G/LTE都可以达到。

  WCDMA(欧洲):基于GSM发展而来,欧洲与日本提出的宽带CDMA基本相同并进行了融合。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略,机遇GSM的市场占有率情况,WCDMA具有先天的市场优势,是终端种类最丰富3G标准,占据全球80%以上市场份额。WCDMA的支持者包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电,以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。

  CDMA2000(美国):由窄带CDMA(CDMAIS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,美国高通北美公司为主导提出,摩托罗拉、Lucent和韩国三星都有参与,但韩国成为该标准的主导者。CDMA2000可以由CDMAOne结构直接升级到3G,成本低廉。但使用CDMA的地区只有日、韩和北美,所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。

  TD-SCDMA(中国):中国大陆独自制定,于1999年6月中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出,但技术发明始于西门子公司。TD-SCDMA因辐射低被誉为绿色3G。该标准可不经过2.5代的中间环节直接向3G过渡,适用于GSM系统向3G升级,但相对于另两个主要3G标准CDMA2000和WCDMA它的起步较晚,技术不够成熟。

  WiMAX:微波存取全球互通,又称为802·16无线城域网,是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。

  日本是世界上3G网络起步是最早的,2000年12月日本以招标方式颁发了3G牌照,2001年10月NTTDoCoMo在世界第一个开通了WCDMA服务。落后于日本9年,我国终于在2009年的1月7日颁发了3张3G牌照,分别是中国移动的TD-SCDMA,中国联通的WCDMA和中国电信的WCDMA2000。这是在2008年经过电信重组后,联通与拥有北方十省固网业务优势的网通合并,工信部给予联通最成熟的WCDMA标准,出售CDMA业务又获得1100亿现金,其原有的GSM网络可以顺滑演进到WCDMA,中国联通当时可以说是集万千宠爱于一身。

  电信获得的是较成熟的CDMA标准,其付出了600亿现金加上中国移动划拨的500亿买下了中国联通的CDMA业务,由于高通垄断着CDMA专利,导致业界只有威睿和高通能生产CDMA芯片,生产CDMA手机的门槛和成本太高导致手机企业参与生产CDMA手机的积极性不高。

  中国移动获得最不成熟的TD-SCDMA标准,当时TD-SCDMA尚未有成熟可用的手机芯片,中国移动无奈之下只好掏出6.5亿刺激手机芯片企业开发TD-SCDMA芯片,不过直到2012年联发科推出成熟廉价的TD-SCDMA芯片之前中国移动的TD-SCDMA业务发展都不顺畅。

  中国移动的TD-SCDMA为自主研发,因此在3G用户数量、终端数量、运营地区上都存在一定的劣势,所以失去了领跑的机会只能将翻身的希望寄予4G时代。

  4G时代,线G是高速IP数据网络,虽然上网已经变成不是什么奢侈的事情,但是并不能满足人们的需求。所以在3G普及度并不高的时候,4G的研发已经走在路上了。4G系统可称为广带接入和分布网络,可将上网速度提高到超过3G移动技术50倍,可实现三维图像高质量传输。

  2009年初,ITU在全世界范围内征集IMT-Advanced候选技术。2009年10月,ITU共计征集到了六个候选技术。这六个技术基本上可以分为两大类,一是基于3GPP的LTE的技术;另外一类是基于IEEE802.16m的技术。

  LTE:它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准

  由于WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到FDD-LTE,我国自主研发的TD-SCDMA也可绕过HSPA直接向TD-LTE演进,所以这一4G标准获得的支持是最大的。

  WiMax:全球微波互联接入,另一个名字是IEEE802.16。WiMAX的技术起点较高,能提供的最高接入速度是70M,这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍

  美国最大的移动运营商Verizon选择的是LTE,布局了上百个城市,后期开始向LTE-Advanced演进;第二大移动运营商AT&T采取HSPA+和LTE技术并驾齐驱;第三名的Sprint则重压WiMax,不过后来也开始布局LTE走双战略。欧洲和美国类似,选择WiMax以及LTE两种网络标准制式居多。

  全世界走得最快的是韩国,2011年开始,韩国三大电信运营商SKT、KT和LGU+就开始部署LTE4G网络。日本4G的情况跟韩国差不多,日本4G的发展虽然没有造成运营商格局变化,但却成就了异常繁荣的移动互联网市场。

  作者@中国好4G :资深分析师|特约撰稿人|新媒体专栏作者|手机评测专家

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