通信技术

通信技术 #

通信技术发展 #

1G #

现代移动通信的发展史可追溯到上个世纪 70 年代,贝尔实验室突破性的提出了蜂窝网络概念。

所谓蜂窝网络,就是将网络划分为若干个相邻的小区,整体形状酷似蜂窝,以实现频率复用,提升系统容量。

1G 时代作为移动通信开天辟地的时代,群雄逐鹿,山头林立,通信标准也是五花八门。

尽管 1G 标准各式各样,但 1G 时代的王者非摩托罗拉莫属。

摩托罗拉不仅发明了第一步模拟移动电话大哥大,而且还是 AMPS 系统的主要设备供应商。

2G:GSM 与 CDMA 之争 #

1G 时代,以 AMPS 和 TACS 为代表的模拟移动通信系统取得了巨大成功, 但由于采用落后的模拟和频分复用(FDMA)技术,存在容量有限、系统太多、系统不兼容、通话质量差、易被窃听、设备昂贵、无法全球漫游等众多缺点。

随着人们对移动通信的要求越来越高,业界提出向 2G 数字时代发展,以代替 1G 模拟通信。

2G 时代主要采用数字时分多址(TDMA)码分多址(CDMA)两种技术,分别对应 GSMCDMA 系统,这是一场由美国和欧洲为代表的两大利益集团之间的竞争。

如上所述,以 AMPS 和 TACS 为代表 1G 时代几乎被美国垄断,也意味着美国掌握了标准话语权和产业主动权。

进入 2G 时代,欧洲不甘落后于美国,考虑到欧盟国家太小,单打独斗难以与美国抗衡,于是吸取了 1G 时代各自为政的失败教训,于是欧盟联合起来成立了 GSM,以快速形成规模向全球推广,在 2G 时代占据主导优势。

2G 时代,欧洲 GSM 快速领先,促进了欧洲无线产业的崛起,也为欧洲带来了显著的经济利益。诺基亚和爱立信是首当其冲的受益者,在 2G 时代飞速发展成为全球领先的通信设备商和手机厂商。1993 年,爱立信占全球数字蜂窝设备市场的 60%,诺基亚一跃成为全球第二大手机供应商。2000 年,诺基亚的出口额占芬兰商品和服务总额的 24%。

美国输了,输掉的不是技术,而是速度与规模,也输掉了一个时代。

这也间接影响了摩托罗拉的竞争力,当数字移动电话渐渐取代模拟移动电话之时,摩托罗拉同样错估了模拟手机的寿命,也错过了 2G 数字时代。

1997 年,摩托罗拉终于走下神坛,其全球移动电话市场份额从 1997 年的 50% 暴跌到 17%。持续了 20 年辉煌的摩托罗拉终于被来自欧洲的诺基亚击垮。

时分多址(

TDMA#

欧洲 - 时分多址(TDMA) - GSM

码分多址(CDMA) #

美国 - 码分多址(CDMA) - CDMA

CDMA,即码分多址,它通过不同的扩频码来实现多用户在同一时间同一频率上共享。从技术上讲,CDMA 比 TDMA 更具优势。

3G:鼎足三分 #

3G 时代主要有 WCDMACDMA2000TD-SCDMA 三种标准。

  • 欧洲 + 日本 - 3GPP - WCDMA
  • 美国 + 韩国 - 3GPP2 - CDMA2000
  • 中国 - TD-SCDMA

欧洲与日本等原推行 GSM 标准的国家联合起来成立了 3GPP 组织 (3rd Generation Partnership Project),负责制定全球第三代通信标准。

随后,3GPP 小心翼翼地参考 CDMA 技术,以尽量绕过高通的专利,开发出了原理类似的 WCDMA

高通也赶紧不落人后地与韩国联合组成 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) 与 3GPP 抗衡,推出了 CDMA2000

既然你们都有一套自己的标准,当然,咱们中国也不能落于人后,也搞了一个 TD-SCDMA

也就是,3G 时代形成了欧、美、中三足鼎立的格局,谁也不服谁。

但真正的赢家是谁?从某种角度讲,最后的赢家既不是欧洲,也不是美国,而是视野之外的日本。

4G:LTE 一统江湖 #

WiMax #

是基于 IEEE 802.16 标准集的一系列无线通信标准。WiMax 于 2001 年 6 月成立,旨在促进该标准的一致性和互操作性。

WiMax 采用 OFDM+MIMO 技术,解决了多径干扰,提升了频谱效率,大幅地增加系统吞吐量及传送距离。今天的 4G LTE 也采用了这两大关键技术。

自 3GPP 首版 4G LTE 标准于 2008 年 12 月完成且于 2009 年 12 月全球首商用成功后,全球多数移动运营商果断的选择了不投资 WiMax,而是静候 LTE 的到来。

WiMax 失败了,尽管超前于 LTE,但超前一步的往往是烈士。

LTE #

LTE 的全称叫 Long Term Evolution,即长期演进,我不知道当时为何取这样的名字,但今天看来,仿佛是 3GPP 在向 WiMax 联盟隔空喊话:喂,兄弟,我们是长期演进的哦,你行不?

于是乎,自 2008 年 12 月前后,已感到前途无望的 WiMax 阵营们纷纷退出,开始转向 LTE。

经历了无数波折,在 4G 时代,LTE 标准终于一统江湖。


5G #

5G 的优势:

  • 速率方面:从 4G 的 100Mbps 为单位,5G 可高达 10Gps,比 4G 快达 100 倍,轻松看 3D 影片或 4K 电影;
  • 容量与能耗方面:为了物联网 (IoT)、智慧家庭等应用,5G 网络将能容纳更多设备连接、同时维持低功耗的续航能力;
  • 低时延方面:工业 4.0 智慧工厂、车联网、远程医疗等应用,都必须超低时延。

回顾移动通信的发展史,从生态规模来看,美国在 1G 时代领先,但从 2G 到 3G,美国整整落后了两个时代,4G 赶超机会本来渺茫,但随着智能手机的横空出世,美国迎来了弯道超车的转折点。

苹果推出了 IOS,Google 推出了安卓操作系统,如今全球大部分智能手机都运行于 iOS 和安卓系统。

iOS 和安卓系统打败了 2G 时代的诺基亚,也彻底打败了 3G 时代的日本 i-mode 模式。诺基亚手机没落了,日本通讯产业链全线败退,NEC、东芝、三洋退出手机领域,索尼、夏普、京瓷、松下市场份额大幅下滑,留给 NEC 和富士通等电信设备的市场也只是极少的份额。

美国花了两个时代一路追赶,有过深刻的教训,也尝到了甜头,现在 5G 来了,当然不甘错过这次大好机遇,他们已多次表示要争夺全球 5G 领导地位。

美国认为,5G 时代是建立在无线基础设施上的一次史无前例的创新时代,5G 将连接工厂、汽车、无人机等万物,并在万物互联的基础上加速机器学习和人工智能部署。谁能领导 5G,谁就站在了未来的信息时代的制高点。

然鹅,朗讯、摩托罗拉、北电等美系设备商已全军覆灭,美国拿什么领导 5G?

华为在 LTE 市场份额上早已全球第一,中国企业早已加大研发 5G。美国在逐渐掉队,而中国正在引领 5G。

尽管美国也有高通、思科等通信巨头,但他们只提供芯片和路由器,并不提供无线设备。

6G #

参考:


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