5G简介
从1G到5G
从1G到5G
• G指的是Generation,也就是“代”的意思。
• 1G~5G等的定义,主要是从速率,业务类型,传输时延,还有各种切换功率角度给出具体
实现的技术不同。
• 所以1G就是第一代移动通信系统的意思,2G、3G、4G、5G就分别指第二、三、四、五代
移动通信系统,都是人为划代。
从1G到5G——1G
• 年代:20世纪80年代,第一套移动通讯系统在美国芝加哥诞生。国内直到1987年广东第六
届全运会上才正式启动
• 信号:采用模拟信号传输,模拟式是代表在无线传输采用模拟式的FM调制,将介于300Hz
到3400Hz的语音转换到高频的载波频率MHz上。
• 技术:采用FDMA技术,属于模拟蜂窝移动通信,移动性和蜂窝组网的特性就是从第一代
移动通信开始的。
• 制式:主要有两种制式,分别是来自美洲的AMPS和来自欧洲的TACS(中国当时跟随欧洲
使用TACS)。
• 代表:1G时期我国的移动电话公众网由美国摩托罗拉和瑞典爱立信移动通信系统构成。摩
托罗拉设备使用A频段,称之为A系统;爱立信设备使用B频段,称之为B系统。移动通信的
A、B两个系统即是人们常说的A网和B网,直到1999年A网和B网才被正式关闭。
• 缺点:简单的使用FDMA技术使得频率复用度和系统容量都不高;应用于一般语音传输且
品质低、不稳定;模拟通信的抗干扰性能差导致容易串号、盗号
从1G到5G——2G
• 年代:20世纪90年代出现,国内1995年开始盛行。2G时代是移动通信标准争夺的开始,早
在1989年欧洲就以GSM为统一标准并正式商业化,同时在欧洲起家的诺基亚和爱立信开始
攻占美国和日本市场。
• 信号:数字通信。比1G多了数据传输的服务,可以上网,也可以发短信。
• 技术:加入更多的多址技术,包括TDMA和CDMA,系统容量增加,抗干扰能力增强,具
备高度的保密性。
• 制式:2G主要的制式也是两个,分别是来自欧洲ETSI组织的GSM(GPRS/EDGE)和来自
美洲以高通公司为主力的TIA组织的CDMA IS95/CDMA2000 1x。
• 代表:第一款支持WAP的GSM手机是诺基亚7110,它的出现标志着手机上网时代的开始,
而那个时代GSM的网速仅有9.6~14.4KB/s。
• 缺点:传输速率低,网络不稳定,维护成本高
从1G到5G——3G
• 年代:由于2G的巨大成功,用户的高速增长与有限的系统容量和有限的业务之间的矛盾渐趋明显,
第三代移动通信的标准化工作从1997年开始进入实质阶段,2000年ITU(国际电信联盟)确定三大主
流无线接口标准并写入指导文件IMT-2000中,要求符合IMT-2000要求的才能被接纳为3G技术。
• 信号:数字通信,提供1G/2G不能提供的图像、音乐、网页浏览、视频会议等宽带信息业务。
• 技术:CDMA是第三代移动通信系统的技术基础,在2G基础上扩展了频谱、增加了频谱利用率、提
升了速率,更加利于internet业务。3G的演进技术将多种多址技术结合起来,采用了更高阶的调制技
术和编码技术,同时3GPP组织在核心网电路域的软交换、分组域和传输网的IP化等方面为未来发展
做了一定准备。
• 制式:征集标准过程中,欧洲ETSI和日本ARIB/TTC提出参数相似的WCDMA技术而成立了3GPP组织,
美国以高通公司为首的TIA组织提出CDMA2000并纠集同盟成立了3GPP2。中国当时的CWTS(现在
的CCSA)提出TD-SCDMA,随后加入到3GPP组织,与来自ETSI的UTRA TDD融合并标准化。所以
3G主流的制式主要就是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA这三个,2007年IEEE组织的Wimax也获
准加入IMT-2000家族,也成了3G标准。
• 代表:苹果、HTC、三星等手机以及苹果、联想、华硕等平板产品。
从1G到5G——4G
• 年代:2000~2010年处于研发试验阶段,2010是海外4G建设的元年,国内2013年发放牌照。
• 信号:数字信号。
• 技术:网络架构抛弃2G的基站-基站控制器-核心网和3G的基站-无线资源管理器-核心网的架
构,采用基站直连核心网架构,整个网络更加扁平化;核心网抛弃电路域,采用全IP化网
络;空中接口由3G的CDMA改为OFDMA(正交频分多址,4G的核心接入技术),更适应
大带宽;MIMO多输入多输出技术提升了频率复用度;跨载波聚合能提升了频谱带宽从而
提升了速率。这些技术也是4G主要网络制式LTE及LTE-Advanced跻身4G标准的重要因素。
• 制式:2012年1月18日下午5时,ITU在2012年无线电通信全会全体会议上,正式审议通过将
LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技术规范确立为IMT-Advanced(俗称“4G”)
国际标准,中国主导制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同时并列成为4G国际标
准。国内于2013年12月颁发4G牌照,且牌照是LTE包括TD-LTE和FDD-LTE,后者的标准化
与产业发展都领先于前者,成为当今世界上采用最广泛、终端种类最丰富的4G标准。
• 代表:目前常见的智能手机和平板设备。
• 缺点:通信系统容量限制导致用户越多速度越慢;在3G-4G的演进过 程
中,随时受到5G技术的威胁而影响4G技术漫长的投资回收和盈利 计
划;全球大规模的3G基础设施向4G的更新较慢。
从1G到5G——5G
• 回顾移动通信的发展历程,每一代移动通信系统都可以通过标志性能力指标和核心关键技
术来定义
• 1G:采用频分多址(FDMA),只能提供模拟语音业务;
• 2G:主要采用时分多址(TDMA),可提供数字语音和低速数据业务;
• 3G:以码分多址(CDMA)为技术特征,用户峰值速率达到2Mbps至数十Mbps,可以支持
多媒体数据业务;
• 4G:以正交频分多址(OFDMA)技术为核心,用户峰值速率可达100Mbps至1Gbps,能够
支持各种移动宽带数据业务;
• 5G:更多的关键性能指标,包括用户体验速率、连接数密度、端到端时延、峰值速率和移
动性等,且与以往强调峰值速率不同,业界普遍认为用户体验速率是5G最重要的性能指标。