1G到6G,最全移动通信发展史

如题所述

从电报与电话的诞生,到无线电的广泛应用,移动通信的历程是一部科技革命的史诗。1899年,马可尼的移动无线电通信开创了无线通信的新纪元,通过共振器接收信号,为未来的移动通信奠定了基础。1905年,模拟语音传输在军事领域首次实现商用,随后在1929年,乘客无线电电话服务走入商业化阶段,1934年,警察系统广泛应用移动无线电,但早期的移动电话服务受限,直到1947年,有限信道的引入和竞争运营商的出现,使得服务逐渐完善。

贝尔系统在1947年的提议预示了宽带移动通信的未来,他们请求100-450 MHz频谱,却遭遇FCC的拒绝。FCC的决策影响深远,1949年,UHF频段被保留给电视,直到1958年,贝尔系统的再次申请764-840 MHz依然未果。此时,蜂窝网络的概念在贝尔实验室的构想中诞生,它通过小型蜂窝和信道重复利用实现了移动服务的革命,提高了容量、覆盖和频谱效率,为语音、数据和多媒体传输提供了可能。1G和2G蜂窝系统的相继推出,如FDMA和TDMA/CDMA,显著提升了通信质量与容量,第一代在1980-2000年间广泛应用,而第二代GSM/GPRS/EDGE/CDMA1x则在90年代开始普及,推动了个人通信的普及。

然而,第二代的局限性催生了第三代移动通信(3G)的诞生。3G标志着从以语音为主转向数据为主的时代,包括TDMA(UMC-136, EP-DECT)、CDMA(cdma2000, WCDMA, TD-SCDMA)和WiMAX等技术标准,其中中国大唐电信的TD-SCDMA成为国际标准,标志着中国在移动通信领域的突破。3GPP和3GPP2分别负责不同标准的标准化工作,而TD-SCDMA以其高速数据服务如HSDPA和HSUPA,为数据通信能力的提升做出了重要贡献。

紧接着,HSUPA和HSPA+进一步强化了数据通信,第三代系统支持高速移动通信,CDMA和分组交换等关键技术,以及HARQ、AMC等演进技术。2005年,3GPP启动了LTE项目,目标是开发低时延、高速率的移动通信标准,LTE-Advanced引入了100MHz带宽和多天线技术,TDD模式的TD-LTE由中国引领。随着4G标准的提出,如TD-LTE-Advanced,中国成为全球4G发展的主导力量,用户规模突破8000万。

5G的出现,定义了全新的移动通信时代,以高速率、低时延、大规模连接和能源效率为核心特征,为物联网、关键任务应用和增强移动体验铺平道路。5G的关键性能指标如表1-5和1-6所示,其速度在农村可达30-500 km/h,频谱要求更为激进,如IMT-2020 MBB带宽100 MHz以上,3GPP在R14-R16阶段完成了标准的制定,而R15的NSA和SA规范分别于2017和2018年完成。

随着6G(IMT-2030)的愿景逐渐展开,ITU-R将这一进程分为3个阶段,目标包括技术共识、应用场景的扩展和新技术的探索,如人工智能和通信感知融合。6G将为未来生活带来更多可能性,科技将继续改变我们的世界。

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