行動通訊是進行無線通訊的現代化技術,這種技術是計算機與移動網際網路發展的重要成果之一。移動通訊技術經過第一代、第二代、第三代、第四代技術的發展,目前,已經邁入了第五代發展的時代(5G),這是目前改變世界的幾種主要技術之一。移動通訊技術作為最重要的國家基礎戰略技術之一,一直走在世界科技發展的最前沿。其中,移動通訊技術標準的對決,是真正的大國技術的巔峰對決。與軍事科技不同的是,移動通訊技術對國家的經濟和政治影響巨大。2G、3G、4G、5G 到6G的議題熱度始終居高不下,那麼到底什麼是2G、3G、4G、5G、6G呢?
【技術準備-0G】好萊塢美女發明了CDMA、WIFI!
CDMA技術最早竟然是由好萊塢美女明星海蒂·拉瑪(Hedy Lamar)發明的。
海蒂·拉瑪,1914年11月9日出生於奧地利首都維也納,美國影視女演員、發明家。海蒂·拉瑪開始接觸"擴頻通訊技術",源於她的第一任丈夫弗裡茨·曼德爾。曼德爾是一名猶太人,但他早年在納粹軍工部門工作,負責軍隊通訊技術的研發。1938年3月,海蒂與她的第一任丈夫離婚,順便也把納粹無線通訊方面的"軍事機密"帶到了盟國。
1939年,海蒂·拉瑪結識了音樂家喬治·安太爾,安太爾提出可以借鑑自動鋼琴的做法來實現"跳頻"。
1940年,海蒂·拉瑪和鋼琴作曲家喬治·安太爾設計出了一個飛機導航系統。
1941年,她借鑑了喬治·安太爾同步演奏鋼琴的原理髮明瞭“跳頻技術”,為CDMA、Wi-Fi等技術奠定了基礎。他們完成了這項研究併為他們的"頻率跳變"裝置設計申請了專利,無線電"跳頻技術"就是現在的"擴頻通訊技術"。
1997年,當以CDMA為基礎的通訊技術開始走入大眾生活時,科學界才想起了已經83歲高齡的海蒂。世界通訊協會給予了她高度評價,追認她為CDMA技術的鼻祖。同年被授予“電子前沿基金會”先鋒獎。
【第一代行動通訊標準-1G-模擬】1G,模擬蜂窩行動通訊,第一代移動通訊技術。
(1)【美國】美國的高階行動電話系統(AMPS)。
(2)【北歐】NMT,應用於東歐以及俄羅斯。
(3)【英國】TACS
(4)【日本】JTAGS,這時候,日本也挺強的。
(5)【中國】沒什麼事,大哥大。
【第2代行動通訊標準-2G-數字】2G:數字蜂窩移動通訊系統。以數碼語音傳輸技術為核心,無法直接傳送如電子郵件、軟體等資訊,只具有通話,簡訊等功能。
(1)【歐洲】GSM,源於歐洲、已全球化。
(2)【美國】IDEN,基於TDMA所發展、美國獨有的系統。被美國電信系統商Nextell使用。
(3)【美國】D-AMPS,用於美洲。
(4)【美國】IS-95(CDMA ONE),1995年美國高通基於CDMA所發展,用於美洲和亞洲一些國家。
(5)【日本】PDC,於1994年投入執行。
(6)【中國】沒中國什麼事,但是,山寨機很牛。
【第2.5代行動通訊標準-2.5G】
(1)【歐洲】GPRS,可簡單上網。
(2)【歐洲】IS-95B,可簡單上網。
【第3代行動通訊標準-3G】
(1)【歐洲】WCDMA
這是基於GSM網發展出來的3G技術規範,同化全球,包括日本和中國聯通。
(2-1)【美國】CDMA2000
除美國,還有中國電信使用CDMA2000技術,使用CDMA2000技術的國家相比WCDMA要少很多。但是通訊標準是一個大國的博弈工具,在美國克林頓時代,民主黨政府是支援高通公司的,為CDMA2000成為3G國際標準起了巨大推動作用。
(2-2)【美國】WIMAX
但到了共和黨時代,小布什擔任總統,共和黨更支援和共和黨有深厚關係的英特爾,這時英特爾也領頭推動wimax技術。這種背景下,美國逐漸放棄對CDMA2000的支援,把wimax作為發展的重心,一方面透過政治壓力推動美國運營商上馬wimax,另一方面逼迫全世界製造商也加入wimax的研發與生產隊伍,2007年10月19日,在3G標準徵集停止9年之後,美國透過政治壓力,硬是把wimax變成了3G標準。
(3)【中國】TD-SCDMA
2000年5月,TD-SCDMA在經歷了艱難曲折後,終於成為了國際標準,淚流滿面啊!這個標準的透過,是中國戰略爭奪的重要一步。
但要把這個標準變成一個產業,這是一個考驗我們的大問題,國外企業普遍採用抵制的態度,根本不打算支援這個標準。2005年以後,隨著華為、中興技術實力大增,中國政府決定由中國移動這樣一家最有實力的電信運營商擔任TD-SCDMA的運營重任。2007年,中國決定要上TD-SCDMA,全世界的裝置製造商都採取一個抵制的態度,表面支援,背後不跟,還好中興、大唐、華為等國產技術在第一次TD-SCDMA招標時,市場份額達到95%,完全改寫了通訊裝置供應商的格局。
(4)【日本】國際標準申請失敗,贏在起跑線上的日本輸了!
【第4代行動通訊標準-4G】
(1)【歐洲】FDD-LTE
(2)【中國】TD-LTE
2012年1月中國TD-LTE標準與歐洲FDD-LTE標準同時成為國際標準。TD-LTE繼承和拓展了TD-SCDMA在智慧天線、系統設計等方面的關鍵技術和自主智慧財產權,系統能力與FDD-LTE相當。截至目前,全球一共有60多個國家部署了78張TD-LTE商用網路。全球的TD-LTE基站數量已經達到了130萬個,約佔世界LTE基站數的43%之多,並且其使用者數量則是佔4G總使用者數的45%。不過這也說明TD-LTE已經在全球得到認可。
(3-1)【美國】UMB,高通的最新CDMA標準,申請國際標準失敗,基站轉向FDD-LTE標準。
(3-2)【美國】Intel的最新wimax標準,申請失敗,wimax 4G的基站全部轉向中國TD-LTE標準。
(4)【日本】標準再次沒日本什麼事情,日本軟銀大部分轉向中國標準TD-LTE,其他轉向歐洲FDD-LTE標準。
【第5代行動通訊標準-5G】
第五代移動通訊技術(簡稱5G)是最新一代移動通訊技術,為4G(LTE-A、WiMAX-A)系統後的延伸。5G的效能目標是高資料速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模裝置連線。
2018年6月3GPP釋出了第一個5G標準,支援5G獨立組網,重點滿足增強移動寬頻業務。
2018年12月,工信部正式對外公佈,已向中國電信、中國移動、中國聯通發放了5G系統中低頻段試驗頻率使用許可。這意味著各基礎電信運營企業開展5G系統試驗所必須使用的頻率資源得到保障,向產業界發出了明確訊號,進一步推動我國5G產業鏈的成熟與發展 。
2019年6月6日,工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放5G商用牌照,中國正式進入5G商用元年。
2020年12月,工信部向中國電信、中國移動、中國聯通三家基礎電信運營企業頒發5G中低頻段頻率使用許可證。同時許可部分現有4G頻率資源重耕後用於5G,加快推動5G網路規模部署。
2021年,我國已建成5G基站超過115萬個,佔全球70%以上,是全球規模最大、技術最先進的5G獨立組網網路。全國所有地級市城區、超過97%的縣城城區和40%的鄉鎮鎮區實現5G網路覆蓋;5G終端使用者達到4.5億戶,佔全球80%以上。
目前5G時代,中國在全球主要國家的5G競備中處於領先地位,與中國同處第一梯隊位置的還有韓國、美國和日本。
【第6代行動通訊標準-未來6G】
第六代移動通訊系統(簡稱6G),是指第六代移動通訊技術,是5G系統後的延伸。目前仍在開發階段。
在未來第六代移動通訊系統中,網路與使用者將被看作一個統一的整體。使用者的智慧需求將被進一步挖掘和實現,並以此為基準進行技術規劃與演進佈局。如今6G已經在路上了,它的普及會來得更快,未來誰先佔領6G網路的制高點,誰就能率先開啟萬物互聯的新時代,6G的戰略意義不言而喻。
在經歷了“2G跟隨、3G突破、4G同步、5G領先”之後,6G時代中國正奮力謀求獲得“領跑者”地位,立志佔據6G技術制高點,引領世界產業的發展。目前國內IMT2020新技術工作組已開始開展6G的總體研究。2019年4月26日,毫米波太赫茲產業發展聯盟在京成立,該聯盟旨在加快我國毫米波太赫茲產業發展,提升我國在通訊領域的技術水平與產業化能力。同時由國家發改委、工信部、科技部共同支援舉辦的未來行動通訊論壇已釋出3本6G相關白皮書。
美國:6G的研發推進以政府資助高校的模式為主,重點研發“融合太赫茲通訊與感測”的專案。
日本:6G的研究工作以國內最大電信運營商NTTDoCoMo為主體,主攻太赫茲、軌道角動量等方向。
韓國:三星負責6G技術預研,計劃在6G時代將全雙工技術打磨精熟。
歐盟:歐盟明確提出研發超高速太赫茲創新無線通訊技術。歐洲電信標準化協會(ETSI)也逐步開展6G基礎技術的研究專案及其他研發方向的徵詢工作。