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移动通信演义

发布时间:2018-07-11 15:11 来源:荆楚网

  联络情感、交换信息、传递资讯……现代人的生活早已离不开移动通信。从古代的飞鸽传书、烽火传讯到如今人手一部的智能手机,从“大哥大”向“万物互联”的演进,通信行业的发展就是一首波澜壮阔的史诗,背后既有令人惊叹的闪光智慧,也有风云变换的江湖纷争。
  1991年,爱立信和诺基亚率先在遥远的欧洲大陆上架设起了全球第一个GSM网络。那时中国的通信产业刚刚熬过80年代漫长而艰苦的探索,基础设施和技术都还比较落后,而西方发达国家却已经历了移动通信的高速发展,从以摩托罗拉为代表的模拟时代一脚跨入数字时代,GSM和CDMA相继成熟。两种技术标准战况火热,为了2G时代的霸主地位争得是难分难舍。GSM是欧洲搞出来的标准。因为1G时代受制于美国,所以在数字通信刚刚起步的时候,欧洲各国就吸取了各自为政的失败教训,加强内部联盟,于1982年成立了“移动专家组(法语: Groupe Spécial Mobile)”,以向全球推广基于时分多址技术 (TDMA)的“全球移动通信系统”(Global System for Mobile communications,GSM)。GSM的目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准,让用户使用一部手机就能行遍全球。


  欧洲这边如火如荼,称霸1G的美国自然也不甘示弱,老美一下搞出了三套通信系统:其中两套同样是基于TDMA 技术,第三套则是高通推出的码分多址技术(CDMA)。从技术上来看,CDMA在容量(是GSM的10倍以上)与通话质量上皆优于欧盟GSM的TDMA技术。但因GSM起步早、大力推,短时间在全球内广布基站,致使CDMA在当时不过是雷声大雨点小,欧洲在2G时代终于超越了美国!


3G时代:中国通信技术的发展与追赶
我国的通信基础设施却取得了飞跃式的发展,发展速度在世界通信史上都前所未有:
--1993年,我国第一个数字移动电话通信网在浙江省嘉兴市开通;
--1994年,原邮电部部长吴基传打通了中国历史上第一个GSM电话;
--1996,我国电话主线数在世界上总排名攀升至第3位;
--1998年,我国公用电话网已经成为仅次于美国的世界第二大通信网络;
  1G到2G眨眼的“改朝换代”,也让中国看到了寻求突破的希望,除了引进研究他国的技术,中国也下定决心在3G时代搞出自己的核心技术!于是,各大运营商和以华为、中兴、大唐电信为代表的通信解决方案提供商都纷纷投身3G技术。
  3G时代可谓是欧美中“三国演义的时代”,由此形成了三大3G通信标准。
  欧洲方面,原本推行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。为了绕开高通的专利陷阱,3GPP小心翼翼地参考性能优异的CDMA技术,开发出了原理类似的WCDMA。WCDMA也是三大通信标准中最成熟、应用最广的一种。
  美国高通一看这哪儿行?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。
  至于以前只是能看懂和学会使用别人制定标准的中国,这次希望搞懂游戏规则,为国内企业赢来一点话语权。
  于是,抱着“即使第一次可能不会成功,但也会留下宝贵的经验”的觉悟,1998年6月29日,中国大陆地区原邮电部电信科学技术研究院(现大唐电信科技股份有限公司)向国际电信联盟(ITU)提出了TD-SCDMA标准。2000年5月,ITU正式宣布将中国提交的TD-SCDMA,与欧洲主导的WCDMA、美国主导的CDMA2000并列为三大3G国际标准。
当然,中国虽然搞出了自己的3G标准,但对其它两种标准也有深入的研究,部分运营商和通信企业甚至走的是WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA三大标准同时研发的策略。

 
4G时代:与世界比肩同行
  当人们刚刚开始习惯用3G网络刷刷微博、发发微信的时候,4G时代就以前所未有的速度悄然而至了,——2013年12月4日,中国政府正式向国内三大运营商颁发了4G牌照,均为TD-LTE制式。 
  何为TD-LTE?要搞清这个,首先得说说LTE。LTE的全称是Long Term Evolution, 也就是所谓的长期演进技术。这种技术显著增加了频谱效率和数据传输速率,峰值速率能够达到上行50Mbps,下行100Mbps。相比3G时代,10Mbps的下行峰值,速度提升了10倍。
我们知道,3G时代的WCDMA仍然不可避免的触及了CDMA的底层技术,使得设置了层层专利陷阱的高通成了最大赢家,然而大家实在是被这位“流氓”揩油揩得心累,于是重新把目光聚焦到了早已被打入冷宫的OFDM身上。最后的结果就是,OFDM成了4G LTE的关键技术之一,WCDM框架惨遭淘汰。
  3GPP从2005年初就开始研究LTE;并于2008年将其作为3.9G技术标准;又在2011年提出了长期演进技术升级版 (LTE-Advanced) 作为4G技术标准;之后,各大运营商和巨头,甚至包括高通自己,都相继加入了LTE阵营。
  再看国内这边,从拿到TD-SCDMA这张烂牌开始,中国移动就一直在主动寻找出路,LTE自然而然进入了移动的视野。当时,国际上的4G备选标准有WiMax和LTE,LTE又包括全球标准化组织提出的FDD LTE、TDD-LTE以及大唐提出的中国TDD-LTE。中国移动通过积极斡旋,最后形成了一个融合的TDD-LTE标准,里面保留了大唐提出的帧结构,其他多与LTE FDD一致。在中国,TDD LTE标准被叫做 ‘TD-LTE’。
  某种意义上,正是由于TD-SCDMA技术的基础,中国在4G时代主导研发了4G标准的TD-TLE技术,在通信领域开始与世界比肩同行。


5G和物联网时代:未来可期
  4G时代,满足了人与人、人与物之间的通信需求;而5G时代,除了对用户体验速率、连接数密度、流量密度、时延、峰值速率、移动性等方面均提出更高要求的同时,连接需求正在从人与人之间的通信扩展到了人与物、物与物之间。万物互联将创造一个前所未有的万亿级新市场。
有比较流行的观点认为,4G的LTE技术将朝着两个方向演进,一个是更低的功耗、更广阔的覆盖和更多的连接;另一个是更高的速率、更高的带宽和更大的流量。两者殊途同归,成为5G场景中的一部分。
  在5G领域,华为为其标准和商用做出了重大贡献,甚至一度被看作中国引领5G技术发展的标兵和国人的骄傲。
一方面,华为最先推进物联网标准的发展,2014年5月,华为提出了窄带技术NB M2M;2015年5月融合NB OFDMA形成了NB-CIOT;2015年7月份,NB-LTE跟NB-CIOT进一步融合形成NB-IOT;2016年6月,NB-IOT在3GPP R13中正式冻结。
  NB-IOT因为超强覆盖、超低功耗、超低成本和超大连接的特性,特别适合物与物之间的沟通需求,该标准也被看作是5G商用的前奏和基础技术。 另一方面,华为主推的PolarCode(极化码)方案被国际无线标准化机构3GPP,确定为5G eMBB(增强移动宽带)场景的控制信道编码方案。也就是说,在5G eMBB场景上,华为Polar成为了控制信道上行和下行的编码方案,而数据信道的上行和下行短码方案则归属高通LDPC码。

 

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