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中國移動研究院副院長黃宇紅近日表示：“計劃推出的 5G 標準將不再具有多個技術版本，而是形成統一融合的唯一標準?！北娝苤?，1G、2G、3G、4G 時代，都是有多個版本的技術標準。為什么 5G 將形成統一融合的單一標準?
答案似乎只有一個，就是產業(yè)的發(fā)展趨勢決定。
首個版本的 5G 標準預計在 2018 年完成并推出，5G 的各位前輩是怎樣的，本期《趣科技》我們就來盤點一下通信標準那些事。
1G 時代，傻白甜時代只能語音不能上網
1G 作為移動通信的鼻祖，為類比式系統，是以模擬技術為基礎的蜂窩無線電話系統。1G 系統采用頻分多址（FDMA）的模擬調制方式，將介于 300Hz 到 3400Hz 的語音轉換到高頻的載波頻率 MHz 上（一般在 150MHz 或以上）。
歷史：
二十世紀六十年代由美國貝爾實驗室等單位提出蜂窩系統的概念和理論，但是受到硬件的限制，七十年才在正式向產業(yè)化發(fā)展。移動通信的變革在北美、歐洲、和日本幾乎同時進行，但在這些區(qū)域采用的標準是不同的。
1971 年 12 月，AT&T 向 FCC 提交了蜂窩移動服務提案；1978 年，美國貝爾試驗室研制成功全球首個移動蜂窩電話系統 AMPS；1982 年，AMPS 被 FCC 批準，分配了 824-894MHz 頻譜，投入正式商業(yè)運營。
1979 年，由 NET 在日本東京開通了第一個商業(yè)蜂窩網絡，使用的技術標準是日本電報電話（NTT），后來發(fā)展了高系統容量版本 Hicap。
北歐于 1981 年 9 月在瑞典開通了 NMT(Nordic 移動電話)系統，接著歐洲先后在英國開通 TACS 系統，德國開通 C－450 系統等。
1G 通信存在眾多弊端，保密性差、系統容量有限、頻率利用率低、只能進行進行通信無法進行數據傳輸、設備成本高、體積重量大等。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進行移動通信的長途漫游，只能是一種區(qū)域性的移動通信系統。
1G 標準：
- AMPS：高級移動電話系統，運行于 800MHz 頻帶，在北美，南美和部分環(huán)太平洋國家廣泛使用
- TACS：總接入通信系統，由摩托羅拉公司開發(fā)，是 AMPS 系統的修改版本，運行于 900MHz 頻帶，分為 ETACS(歐洲)和 JTACS(日本)兩種版本。英國、日本和部分亞洲國家廣泛使用此標準，我國郵電部于 1987 年確定以 TACS 制式作為我國模擬制式蜂窩移動電話的標準
- NMT：北歐移動電話，運行于 450、900MHz 頻帶，應用于曾在北歐國家、瑞士、荷蘭、東歐及俄羅斯等國。NMT450?由愛立信和諾基亞公司開發(fā)，服務于北歐國家。是世界上第一個多國使用的蜂窩網絡標準，運行于 450 MHz 頻段；NMT900 為升級版本有更高的系統容量，并能使用手持的終端產品
- C-Netz：運行于 450MHz 頻帶，應用于西德、葡萄牙及奧地利
- C-450：與 C-Netz 基本相同，運行于 450MHz 頻帶，二十世紀八十年代部署在非洲南部
- Radiocom 2000：RC2000，運行于 450、900MHz 頻帶，應用于法國
- RTMS：運行于 450MHz 頻帶，應用于意大利
- NTT：分為 TZ-801、TZ-802 和 TZ-803 三種制式，高容量版本稱為 HICAP
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1G 時代就是一個傻白甜的時代，以 AMPS 為代表，只能語音通信不能上網，網絡容量也嚴重受限，除此之外還有眾多弊端，比如保密性差、系統容量有限、頻率利用率低、設備成本高、體積重量大等。
由于受到傳輸帶寬的限制，不能進行移動通信的長途漫游，只能是一種區(qū)域性的移動通信系統，只有"國家標準"沒有"國際標準"，系統制式混雜不能國際漫游成為一個突出的問題。這些缺點都隨著第二代移動通信系統的到來得到了很大的改善。
雖然 1G 時代并不區(qū)分移動、聯通和電信，卻有著 A 網和 B 網之分，而在這兩個網背后就是主宰模擬時代的愛立信和摩托羅拉。通信設備就像磚頭一樣，但卻昂貴無比，這便是財富的象征的“大哥大”。
我國移動通信的時代來的比較晚，1987 年才開始，并以 TACS 為標準。
2G 時代，跨時代的經典一代
20 世紀 70 年代進入了 2G 時代，開啟數字蜂窩通信，擺脫了模擬技術的缺陷，有了跨時代的提升，雖然仍定位于話音業(yè)務，但開始引入數據業(yè)務。并且手機可以發(fā)短信、上網。2G 的天下，也呈現出“抱團”的現象，與 1G 時代的亂戰(zhàn)在相比，天下被分割為 GSM（基于 TDMA）與 CDMA 兩種形式。
既生瑜何生亮？既然有了 GSM 為何還要費大力氣研發(fā) CDMA?
隨著移動通信用戶數的增加，TDMA 依靠大力壓縮信道帶寬的做法已經顯現出弊端的時候，美國高通便投入到了 CDMA 的研發(fā)中，并證實 CDMA 用于蜂窩通信的容量巨大，且頻率利用率高、抗干擾能力強，所以應用前景也被看好。
2G 標準：
- IDEN：基于 TDMA，美國獨有的系統，被美國電信系統商 Nextell 使用
- IS-136﹙D-AMPS﹚：基于 TDMA，美國最簡單的 TDMA 系統，用于美洲
- IS-95﹙CDMAOne﹚：基于 CDMA，美國最簡單的 CDMA 系統，用于美洲和亞洲一些國家
- PDC：基于 TDMA，僅在日本普及
2G 時代開始了移動通信標準的爭奪戰(zhàn)，1G 時代各國的通信模式系統互不兼容迫使廠商要發(fā)展各自的專用設備，無法大量生產在一定程度上抑制了產業(yè)的發(fā)展。2G 時代雖然標準也比較多，但已經有“領導性”的網絡制式脫穎而出。GSM 也讓全球漫游成為可能。
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伴隨著 1989 年 GSM 統一標準的商業(yè)化，歐洲起家的諾基亞與愛立信開始攻占美國和日本市場，僅僅 10 年功夫諾基亞力壓摩托羅拉，成為全球最大的移動電話商。
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我國內 2G 網絡的建設始于 1994 年中國聯通的成立，2000 年 4 月中國移動成立了。
3G 時代，CDMA 的家族狂歡
2G 在發(fā)展后期暴露出來的 FDMA 的局限，讓通信廠商找到了 3G 發(fā)展的方向。3G 移動網絡必須要面對新的頻譜、新的標準、更快的數據傳輸。而 CDMA 系統以其頻率規(guī)劃簡單、系統容量大、頻率復用系數高、抗多徑能力強、通信質量好、軟容量、軟切換等特點顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
于是國際電信聯盟(ITU)發(fā)布了官方第 3 代移動通信(3G)標準 IMT-2000（國際移動通信 2000 標準)。在 2000 年 5 月確定 WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA 三大主流無線接口標準；2007 年，WiMAX 成為 3G 的第四大標準。
可見 3G 雖然標準還是有多家，但是也快成為 CDMA 的“家族企業(yè)”了。WiMAX 定位是取代 WiFi 的一種新的無線傳輸方式，但后來發(fā)現 WiMAX 定位比較像 3.5G 一樣，提供終端使用者任意上網的連結，這些功能 3.5G/LTE 都可以達到。
WCDMA（歐洲）：基于 GSM 發(fā)展而來，歐洲與日本提出的寬帶 CDMA 基本相同并進行了融合。該標準提出了 GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G）的演進策略，機遇 GSM 的市場占有率情況，WCDMA 具有先天的市場優(yōu)勢，是終端種類最豐富 3G 標準，占據全球 80%以上市場份額。WCDMA 的支持者包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的 NTT、富士通、夏普等廠商。
CDMA2000（美國）：由窄帶 CDMA(CDMA IS95）技術發(fā)展而來的寬帶 CDMA 技術，美國高通北美公司為主導提出，摩托羅拉、Lucent 和韓國三星都有參與，但韓國成為該標準的主導者。CDMA2000 可以由 CDMAOne 結構直接升級到 3G，成本低廉。但使用 CDMA 的地區(qū)只有日、韓和北美，所以 CDMA2000 的支持者不如 W-CDMA 多。
TD-SCDMA（中國）：中國大陸獨自制定，于 1999 年 6 月中國原郵電部電信科學技術研究院（大唐電信）向 ITU 提出，但技術發(fā)明始于西門子公司。TD-SCDMA 因輻射低被譽為綠色 3G。該標準可不經過 2.5 代的中間環(huán)節(jié)直接向 3G 過渡，適用于 GSM 系統向 3G 升級，但相對于另兩個主要 3G 標準 CDMA2000 和 WCDMA 它的起步較晚，技術不夠成熟。
WiMAX：微波存取全球互通，又稱為 802·16 無線城域網，是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案。
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日本是世界上 3G 網絡起步是最早的，2000 年 12 月日本以招標方式頒發(fā)了 3G 牌照，2001 年 10 月 NTT DoCoMo 在世界第一個開通了 WCDMA 服務。落后于日本 9 年，我國終于在 2009 年的 1 月 7 日頒發(fā)了 3 張 3G 牌照，分別是中國移動的 TD-SCDMA，中國聯通的 WCDMA 和中國電信的 WCDMA2000。
中國移動的 TD-SCDMA 為自主研發(fā)，因此在 3G 用 戶數量、終端數量、運營地區(qū)上都存在一定的劣勢，所以失去了領跑的機會只能將翻身的希望寄予 4G 時代。
4G 時代，真正自由溝通
3G 是高速 IP 數據網絡，雖然上網已經變成不是什么奢侈的事情，但是并不能滿足人們的需求。所以在 3G 普及度并不高的時候，4G 的研發(fā)已經走在路上了。4G 系統可稱為廣帶接入和分布網絡，可將上網速度提高到超過 3G 移動技術 50 倍，可實現三維圖像高質量傳輸。
4G 有多個叫法，國際電信聯盟稱其為 IMT-Advanced 技術，其它的還有 B3G、BeyondIMT-2000 等叫法。
2009 年初，ITU 在全世界范圍內征集 IMT-Advanced 候選技術。2009 年 10 月，ITU 共計征集到了六個候選技術。這六個技術基本上可以分為兩大類，一是基于 3GPP 的 LTE 的技術；另外一類是基于 IEEE 802.16m 的技術。
2012 年 1 月，正式審議通過將 LTE-Advanced 和 WirelessMAN-Advanced(802.16m)技術規(guī)范確立為 IMT-Advanced(俗稱"4G")國際標準，我國主導制定的 TD-LTE-Advanced 同時成為 IMT-Advanced 國際標準。
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4G 標準：
由于 WCDMA 網絡的升級版 HSPA 和 HSPA+均能夠演化到 FDD-LTE，我國自主研發(fā)的 TD-SCDMA 也可繞過 HSPA 直接向 TD-LTE 演進，所以這一 4G 標準獲得的支持是最大的。
- LTE-Advanced：LTE 技術的升級版，正式名稱為 Further Advancements for E-UTRA，LTE 作為 3.9G 移動互聯網技術，那么 LTE-Advanced 作為 4G 標準更加確切一些。LTE-Advanced 包含 TDD 和 FDD 兩種制式，其中 TD-SCDMA 將能夠進化到 TDD 制式，而 WCDMA 網絡能夠進化到 FDD 制式。移動主導的 TD-SCDMA 網絡可繞過 HSPA+網絡而直接進入到 LTE
- WiMax：全球微波互聯接入，另一個名字是 IEEE 802.16。WiMAX 的技術起點較高，能提供的最高接入速度是 70M，這個速度是 3G 所能提供的寬帶速度的 30 倍
- WirelessMAN-Advanced：WiMax 的升級版，即 IEEE 802.16m 標準，802.16m 最高可以提供 1Gbps 無線傳輸速率，還將兼容未來的 4G 無線網絡。
美國最大的移動運營商 Verizon 選擇的是 LTE，布局了上百個城市，后期開始向 LTE-Advanced 演進；第二大移動運營商 AT&T 采取 HSPA+和 LTE 技術并駕齊驅；第三名的 Sprint 則重壓 WiMax，不過后來也開始布局 LTE 走雙戰(zhàn)略。歐洲和美國類似，選擇 WiMax 以及 LTE 兩種網絡標準制式居多。
全世界走得最快的是韓國,2011 年開始，韓國三大電信運營商 SKT、KT 和 LGU+就開始部署 LTE 4G 網絡。日本 4G 的情況跟韓國差不多，日本 4G 的發(fā)展雖然沒有造成運營商格局變化，但卻成就了異常繁榮的移動互聯網市場。
5G 時代，大統一的天下
從 2G 到 3G，再從 3G 到 4G，中間的過渡時間越來越短。在 4G 剛剛從實驗室走出來的時候就有專家預測：在 3G 向 4G 過渡的過程中，如果 4G 通信因為系統或終端的短缺而導致延遲的話，那么號稱 5G 的技術隨時都有可能威脅到 4G 的贏利計劃，此時 4G 漫長的投資回收和贏利計劃會變得異常的脆弱。
雖然 4G 已經擁有了可觀的用戶數，但是 5G 到來的步伐也加快了。關于 5G 可以帶給我們的上網感受可以用一張圖表示了。
3G 手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信，但是由于沒有統一的國際標準，各種移動通信系統彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。這個問題也遺留給了 4G 來解決，但是 4G 并沒有把這個問題解決好，那個這個問題就留給了 5G。這也是“計劃推出的 5G 標準將不再具有多個技術版本，而是形成統一融合的唯一標準”的原因。
中國(華為)、韓國(三星電子)、日本、歐盟都在投入相當的資源研發(fā) 5G 網絡。華為計劃在 2018 年與合作伙伴建設 5G 試驗網，2019 年完成 5G 互操作測試，并于 2020 年率先實現 5G 商用。關于 5G 我們更多的是期待與等待。
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