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一部波澜壮阔的移动通信进化史:1G→2G→3G→4G→5G

时间:2017-10-26 来源:互联网 作者: 标签:移动通信   5G   

现代生活离不开移动通信,从信息的生成、传输到接收,网络通信的背后蕴含着数不清的闪光智慧。从1G到5G的演进,时代的转换一幕接一幕,其背后关于通信标准的江湖纷争也是波诡云谲、激烈异常,最终汇出了一部波澜壮阔的移动通信史。

本文引用地址: http://www.21ic.com/chongdian/crazy/2017-10-26/742420.html

1G

模拟之王——摩托罗拉

讲到双向无线通信,就不能不提摩托罗拉 (Motorola)。如果说当年AT&T是有线通信之王,摩托罗拉就是移动通信的开创者。

最初,无线通信技术主要应用于国家级的航天与国防工业,带有军方色彩,摩托罗拉的发展也是如此。

摩托罗拉创立于1928年,二战时与美国陆军部签订合约、协助其研发无线通讯工具。1941 年,摩托罗拉研发出了第一款跨时代产品 SCR-300,至今仍是电影中美国通讯大兵最经典的形象。

虽然 SCR-300重达16公斤,甚至需要一个专们背负的通信兵、或安装在车辆和飞机上,然而由于 SCR-300使用了FM调频技术,使通话距离达到了前所未有的12.9公里,足以让炮兵观察员联系到炮兵阵地,也能让地面部队跟陆军航空兵通讯。

无论是二战期间的通信设备,之后第一款彩色电视机、半导体芯片、DSP通讯手机芯片,和1980年发明的“大哥大”、建立了AMPS (Advanced Mobile Phone System) 电话系统…

摩托罗拉作为模拟通信技术的佼佼者,在移动通信及电脑处理器领域中都是市场先锋,更在1989年被选为世界上最具前瞻力的公司之一。

可惜的是,一代巨头终究未能随市场趋势转型,最终轰然倒下。

2G

GSM与CDMA之争

由于1G模拟通信的通话质量和保密性差、信号不稳定,人们开始着手研发新型移动通信技术。1980年代后期,随着大规模集成电路、微处理器与数字信号的应用更加成熟,当时的移动运营商逐渐转向了数字通信技术,移动通信进入2G时代。

由于通信产业为国家战略产业,通信标准之争的背后是国与国、联盟之间的综合角力,一旦输了的一方则须持续向对方联盟缴纳高额专利费,且更容易被对方掌握产业主动权。

摩托罗拉垄断了1G,也意味著第一代通信标准把持在美国人手里。

在数字通信刚起步时,欧洲各国意识到:单打独斗在技术上将难以和美国抗衡。

二十年来,欧盟始终不甘落后于美国,若各自搞出一个不同的标准、很难在世界上占主导优势 (标准这东西就是人多、说话大声拳头硬的就赢了;总不能全世界只你一个人跟别人用不一样的)。

它们吸取了各自为政的失败教训、加强内部联盟,终于在2G时代超越了美国。

1982年起欧洲邮电管理委员会成立了“移动专家组”负责通信标准的研究。

GSM的名字即是移动专家组(法语: Groupe Spécial Mobile)的缩写,后来这一缩写的含义被改为“全球移动通信系统”(Global System for Mobile communications),以向全世界推广GSM。

GSM的技术核心是时分多址技术 (TDMA),其特点是将一个信道平均分给八个通话者,一次只能一个人讲话、每个人轮流用 1/8的信道时间。

GSM的缺陷是容量有限,当用户过载时,就必须建立更多的基站。不过,GSM的优点也突出:易于部署,且采用了全新的数字信号编码取代原来的模拟信号;还支持国际漫游、提供SIM卡方便用户在更换手机时仍能储存个人资料;能发送160字长度的短信。

可以说,移动通信的技术与应用在2G时期有了惊人的进步。

1991年,爱立信和诺基亚率先在欧洲大陆上架设了第一个GSM网络。短短十年内, 全世界有162个国家建成了GSM网络,使用人数超过1亿、市场占有率高达75%。

在欧洲人野心勃勃地想要超越美国称霸世界时,美国人同一时间却搞出了三套通信系统。其中两套同样是基于TDMA 技术的、第三套则是高通推出的码分多址技术(CDMA)。

TDMA的信道一次仅供一个人使用、八个用户得轮流使用,容量有限;然而CDMA采用加密技术、让所有人同时讲话也不会被其他人听到(好比编号1只能与编号1通话、编号2只能与编号2通话,互不干扰),容量大幅提升。

从技术上来看,CDMA系统的容量是GSM的10倍以上。

从1950年代起,CDMA就是美军军方的通信技术之一。在创始人Irwin Jacobs和Andrew Viterbi领军下,高通在1989年成功将CDMA 应用在移动通信上。

然而高通没有实际的手机制造经验,欧洲的运营商们也对它的知识产权不感兴趣。即使是在美国也只有极少数的运营商愿意使用该系统。

早期有关CDMA的报导都是相当消极的,基站不能达到预期的性能,CDMA手机也无处可买。总体而言就是雷声大,雨点小。

与此同时,欧洲大力投资GSM,短短数年内建立了国际漫游标准,在全球广布GSM基站。

自然,CDMA起步较GSM晚了一步,加之美国国内资源又被分散,CDMA失去了大半江山。

在2G时代,CDMA 是个失败者。另一方面,美国在通信标准之争上的失败,间接也影响了摩托罗拉手机的竞争力。

当数字移动电话渐渐取代模拟移动电话时,摩托罗拉仍在模拟移动电话市场有40%的份额,但数字移动电话却不到二成。

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