移动网络发展历程

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1、几天前美国运营商Verizon表示明年开始测试网络，5G并决心在 2017 年之前完成商业部署的消息震惊了整个行业。从 1G 到 4G 再到 即将来临的5G,通信技术的发展十分迅速，和人类历史一样，通信 技术的发展史也是卷帙浩繁、精彩纷呈的。俗话说，温故而知新，今 天我们就来回顾一下通信技术从 1G 到如今的发展历程。移动通信发展史移动通信的发展历史可以追溯到 19 世纪。1864 年麦克斯韦从理 论上证明了电磁波的存在， 1876年赫兹用实验证实了电磁波的存在， 1896 年马可尼在英国进行的 14.4 公里通讯试验成功，从此世界进入 了无线电通信的新时代。现代意义上的移动通信开始于 20

2、世纪 20 年 代初期。而现代通信技术发展从上世纪 20 年代起到如今，大致经历 了五个阶段。其中从上世纪 60 年代中期到 70 年代中期为第四阶段， 这一阶段是移动通信的蓬勃发展期， 1G 也是始于这一时期。1G的发展1978年底，美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。1976 年美国摩托 罗拉公司的工程师马丁库珀于首先将无线电应用于移动电话。同年，国际无线电大会批准了 800/900MHz 频段用于移动电话的频率分配方案。在此之后一直到 20 世纪 80 年代中期，许多国家都开 始建设基于频分复用技术(FDMA)和模拟调制技术的第

3、一代移动通信 系统即 1G。然而由于采用的是模拟技术，1G系统的容量十分有限。此外， 安全性和干扰也存在较大的问题。再加上 1G 系统的先天不足，使得 它无法真正大规模普及和应用，价格更是非常昂贵，成为当时的一种 奢侈品和财富的象征。相信经历过那个年代的人们都还记得，风衣、墨镜、大哥大这样 的打扮在上个世纪 90 年代的中国可是非常有派头。与此同时，不同 国家的各自为政也使得 1G 的技术标准各不相同，即只有“国家标 准”，没有“国际标准”，国际漫游成为一个突出的问题。2G 的发展即将迈入 21 世纪，通信技术也进入到了 2G 时代，和 1G 不同 2G 采用的是数字传输技术。这极大的提高了通

4、信传输的保密性。 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CDMA规格，复用(Multiplexing)形式的一种。随着2G 技术的发展，手机逐渐在人们的生活中变得流行，虽然价格仍然较贵， 但并不再是奢侈品。诺基亚 3110、摩托罗拉 StarTAC 等经典机型更 是成为了一代人的记忆。过渡的 2.5G2G 到 3G 的发展并不像 1G 到 2G 那样平滑顺畅，由于 3G 是个相 当浩大的工程，要从 2G 直接迈向 3G 不可能一下就衔接得上，因此出 现了介于2G和3G之间的衔接技术2.5G。我们所熟知的HSCSD、 WAP、EDGE、蓝牙(Bl

5、ue tooth)、EPOC 等技术都是 2.5G 技术。2.5G功能通常与GPRS技术有关，GPRS技术是在GSM的基础上的 一种过渡技术。 GPRS 的推出标志着人们在 GSM 的发展史上迈出了意 义最重大的一步， GPRS 在移动用户和数据网络之间提供一种连接， 给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。较2G服务， 2.5G 无线技术可以提供更高的速率和更多的功能。2、移动通信发展历程(二)3G 的发展随着移动网络的发展，人们对于数据传输速度的要求日趋高涨， 而 2G 网络 10 几 KB 每秒的传输速度显然不能满足人们的要求。于是 高速数据传输的蜂窝移动通讯技术3G应运而

6、生。目前3G存在3 种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。中国国内支持国际电联确定三个无线接口标准，分别是中国电信 的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA。可以说3G 的发展进一步促进了智能手机的发展，由于 3G 的传输速度可以达到 几百 KB 每秒。通过3G,人们可以在手机上直接浏览电脑网页，收发邮件，进 行视频通话，收看直播等，还一度引出了 3G手机可否取代PC的设想。4G 的发展作为 3G 的延伸， 4G 近几年被人们所熟知， 2008 年 3 月，在国际 电信联盟-无线电通信部门（ITU-R）指定一组用于4G标准的要求，命 名为 IMT-

7、Advanced 规范，设置 4G 服务的峰值速度要求在高速移动的 通信（如在火车和汽车上使用）达到100Mbit/s，固定或低速移动的通 信（如行人和定点上网的用户） 达到 1Gbit/s。该技术包括 TD-LTE 和 FDD-LTE 两种制式（严格意义上来讲， LTE 只是3.9G，尽管被宣传为4G无线标准，但它其实并未被3GPP认可 为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced，因此 在严格意义上其还未达到 4G 的标准。相对于前几代， 4G 系统不支持 传统的电路交换的电话业务，而是全互联网协议（IP）的通信。4G将 为用户提供更快的速度并满足用户更多的需求。5G

8、的发展2013 年 2 月，欧盟宣布，将拨款 5000 万欧元，加快 5G 移动技 术的发展，计划到 2020 年推出成熟的标准。 2014 年 5 月 8 日，日本 电信营运商 NTTDoCoMo 正式宣布将与 Ericsson、Nokia、Samsung 等 六间厂商共同合作，开始测试5G网络。预计在2015年展开户外测试， 并期望于 2020 年开始运作。2015年3月1日，英国每日邮报报道，英国已成功研制5G 网络，并进行100 米内的传送数据测试，并称于2018年投入公众测 试，2020年正式投入商用。因此2020年也被业界认为是5G正式推 出的时候，但是几天前，美国移动运营商Ver

9、izon无线公司宣布，将 从 2016年开始试用 5G 网络， 2017 年在美国部分城市全面商用。虽 然之后遭到了对手AT&T的反驳，但是这些无疑不在预示着人们对于 5G的憧憬。北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System, BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格 洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星 导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国 卫星导航委员会已认定的供应商。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用

10、户段三部分组成，可在全球范围内 全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短 报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测 速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。2013年12月27日，北斗卫星导航系统正式提供区域服务一周年新闻发布 会在国务院新闻办公室新闻发布厅召开，正式发布了北斗系统公开服务性能规 范（1.0版）和北斗系统空间信号接口控制文件2.0版）两个系统文件。2014年11月23日，国际海事组织海上安全委

11、员会审议通过了对北斗卫星 导航系统认可的航行安全通函，这标志着北斗卫星导航系统正式成为全球无线电 导航系统的组成部分，取得面向海事应用的国际合法地位。中国的卫星导航系统已获得国际海事组织的认可。发展历程卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设， 一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。 2000 年，首先建成 北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航 系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防 火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是 在 2008年北京奥运会、汶川抗

12、震救灾中发挥了重要作用。为了更好地服务于国 家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。 系统构成 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，中 国计划2012年左右， “北斗”系统将覆盖亚太地区， 2020年左右覆盖全球。中国 正在实施北斗卫星导航系统建设，已成功发射16颗北斗导航卫星。根据系统建 设总体规划， 2012 年左右，系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时 以及短报文通信服务能力。 2020 年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。 北斗卫星导航系统由空间段计划由 35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、 27 颗中地球轨道卫

13、星、 3颗倾斜同步轨道卫星。 5颗静止轨道卫星定点位置为东经 58.75、 80、 110.5、 140、 160，中地球轨道卫星运行在3个轨道面上，轨 道面之间为相隔120均匀分布。至2012年底北斗亚太区域导航正式开通时，已 为正式系统在西昌卫星发射中心发射了16颗卫星，其中14颗组网并提供服务， 分别为 5 颗静止轨道卫星、 5 颗倾斜地球同步轨道卫星（均在倾角55的轨道面 上），4 颗中地球轨道卫星（均在倾角 55的轨道面上）。 覆盖范围北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约 70140， 北纬 555。北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。功能短报文通信：北斗系统用户

14、终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送 40-60个汉字的短报文信息。可以达到一次传送达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同 步精度。定位精度：水平精度100米（1。），设立标校站之后为20米（类似差分状 态）。工作频率：2491.75MHz。系统容纳的最大用户数：540000户/小时。个人位置服务当你进入不熟悉的地方时，你可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或 车载卫星导航装置找到你要走的路线。北斗卫星导航系统示意图气象应用北斗导航卫星气象应用的开展，可以促进中国天气分析和数值天气预报、气 候变化监

15、测和预测，也可以提高空间天气预警业务水平，提升中国气象防灾减灾 的能力。除此之外，北斗导航卫星系统的气象应用对推动北斗导航卫星创新应用和产 业拓展也具有重要的影响。道路交通管理卫星导航将有利于减缓交通阻塞，提升道路交通管理水平。通过在车辆上安 装卫星导航接收机和数据发射机，车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中 心站。这些位置信息可用于道路交通管理。铁路智能交通卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如，在铁路运输领域，通 过安装卫星导航终端设备，可极大缩短列车行驶间隔时间，降低运输成本，有效 提高运输效率。未来，北斗卫星导航系统将提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务，促进铁路交通的

16、现代化，实现传 统调度向智能交通管理的转型。海运和水运海运和水运是全世界最广泛的运输方式之一，也是卫星导航最早应用的领域 之一。在世界各大洋和江河湖泊行驶的各类船舶大多都安装了卫星导航终端设备, 使海上和水路运输更为高效和安全。北斗卫星导航系统将在任何天气条件下，为 水上航行船舶提供导航定位和安全保障。同时，北斗卫星导航系统特有的短报文 通信功能将支持各种新型服务的开发。北斗卫星定位系统示意图航空运输当飞机在机场跑道着陆时，最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离。利 用卫星导航精确定位与测速的优势，可实时确定飞机的瞬时位置，有效减小飞机 之间的安全距离，甚至在大雾天气情况下，可以实现自动盲降，极大提高飞行安 全和机场运营效率。通过将北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合，将为航空 运输提供更多的安全保障。