| 1.1 移動通信的演進 |

移動通信的發展史最早可以追溯到19世紀。早在1864年，英國物理學家麥克斯韋就從理論上證明了電磁波的存在；1876年，德國的赫茲用實驗證明了電磁波的存在；1900年，意大利無線電工程師馬可尼用電磁波進行了約2千米距離的無線電通信試驗，并獲得了成功，從此世界進入了無線電通信的新時代！而現代意義上的移動通信始于20世紀20年代初期；1928年，美國普渡大學的學生發明了工作在2MHz的“超外差式”的無線電接收機，并很快投入使用，這是世界上第一種可以有效工作的移動通信系統；20世紀30年代初，第一步調頻制式的移動通信系統誕生，試驗表明調頻制式的移動通信系統比調幅制式的移動通信系統更有效。

1.第一代移動通信系統（1G）

20世紀70年代末，美國AT&T公司通過使用電話技術和蜂窩無線電技術研制了第一套蜂窩移動電話系統，取名為先進的移動電話系統（Advanced Mobile Phone System, AMPS）。第一代移動通信系統的一大成就在于去除了電話機與網絡之間的用戶線，用戶第一次能夠在移動的狀態下撥打電話。第一代移動通信系統主要有3種窄帶模擬系統標準，即北美蜂窩系統AMPS、北歐移動電話（Nordic Mobile Telephone，NMT）系統和全接入通信系統（Total Access Communication System，TACS）。我國采用的主要是TACS制式，即頻段為890MHz～915MHz/935MHz～960MHz。第一代移動通信的各種蜂窩網系統有很多相似之處，但是也存在很大的差異。它們只能提供基本的語音業務，不能提供非語音業務，并且保密性較差，容易并機盜打；它們之間還互不兼容，顯然移動用戶無法在各種系統之間實現漫游。

2.第二代移動通信系統（2G）

與1G不同的是，2G采用的是數字調制技術。因此，第二代移動通信系統的容量也在增加，隨著系統容量的增加，2G時代的手機可以上網了，雖然數據傳輸的速率很慢（9.6kbit/s～14.4kbit/s），但文字信息的傳輸由此開始了，這成為當今移動互聯網發展的基礎。2G時代也是移動通信標準爭奪的開始，主要的通信標準有以摩托羅拉為代表的CDMA美國標準和以諾基亞為代表的GSM歐洲標準。

3.第三代移動通信系統（3G）

2G時代，手機只能打電話和發送簡單的文字信息，雖然這已經提高了效率，但是日益增長的圖片和視頻傳輸需求日趨高漲，2G時代的網速顯然不能滿足這一需求，于是高速數據傳輸的蜂窩移動通信技術—3G應運而生。與2G相比，3G依然采用數字數據傳輸，但通過開辟新的電磁波頻譜、制定新的通信標準，3G的傳輸速率可達384kbit/s，在室內穩定的環境下甚至達到2Mbit/s的水準。由于采用更寬的頻帶，傳輸的穩定性也大大提高。速率的大幅提升和穩定性的提高，使大數據的傳送更普遍，移動通信有更多樣化的應用。因此，3G被視為開啟移動通信新紀元的關鍵。代表性的技術標準是美國提出的CDMA2000、歐洲提出的WCDMA和中國提出的TD-SCDMA。

4.第四代移動通信系統（4G）

2013年12月，工業和信息化部宣布向中國電信、中國移動、中國聯通頒發“LTE/第四代數字蜂窩移動通信業務（TD-LTE）”經營許可，也就是4G牌照。至此，移動互聯網進入一個新時代。如今，4G已經像水電一樣成為我們生活中不可缺少的基本資源。微信、微博、視頻等手機應用成為生活中的必需品，我們無法想象離開手機的生活是什么樣子的。由此，4G使人類進入了移動互聯網時代。在2010年10月的ITU-R WP5D會議上，LTE-Advanced技術和802.16m技術被確定為最終的IMT-Advanced階段國際無線通信標準。我國主導發展的TD-LTE-Advanced技術通過了所有國際評估組織的評估，被確定為IMT-Advanced國際無線通信標準之一。

5.第五代移動通信系統（5G）

隨著移動通信系統帶寬加大和連接能力增強，移動通信網絡的速率飛速提升，從2G時代的10kbit/s，發展到4G時代的1Gbit/s。歷代移動通信系統的發展，都以典型的技術特征為代表，同時誕生出新的業務和應用場景。而5G不同于傳統的移動通信系統，5G不再由某項業務能力或者某個典型技術特征所定義，它不僅是更高速率、更大帶寬、更強連接能力的技術，而且是一個多業務、多技術融合的網絡，更是面向業務應用和用戶體驗的智能網絡，最終打造出以用戶為中心的信息生態系統。

5G將滲透到未來社會的各個領域，使信息突破時空限制，提供極佳的交互體驗，為用戶帶來身臨其境的信息盛宴；5G將拉近萬物的距離，通過無縫融合的方式，便捷地實現人與萬物的智能互聯；5G將為用戶提供光纖般的接入速率，“零”時延的使用體驗，千億設備的連接能力，超高流量密度、超高連接數密度和超高移動性等多場景的一致服務，業務及用戶感知的智能優化；5G將為網絡帶來超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最終實現“信息隨心至，萬物觸手及”。移動通信技術的演進如圖1-1所示。

圖1-1 移動通信技術的演進