| 1.1 移动通信的演进 |

移动通信的发展史最早可以追溯到19世纪。早在1864年，英国物理学家麦克斯韦就从理论上证明了电磁波的存在；1876年，德国的赫兹用实验证明了电磁波的存在；1900年，意大利无线电工程师马可尼用电磁波进行了约2千米距离的无线电通信试验，并获得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代！而现代意义上的移动通信始于20世纪20年代初期；1928年，美国普渡大学的学生发明了工作在2MHz的“超外差式”的无线电接收机，并很快投入使用，这是世界上第一种可以有效工作的移动通信系统；20世纪30年代初，第一步调频制式的移动通信系统诞生，试验表明调频制式的移动通信系统比调幅制式的移动通信系统更有效。

1.第一代移动通信系统（1G）

20世纪70年代末，美国AT&T公司通过使用电话技术和蜂窝无线电技术研制了第一套蜂窝移动电话系统，取名为先进的移动电话系统（Advanced Mobile Phone System, AMPS）。第一代移动通信系统的一大成就在于去除了电话机与网络之间的用户线，用户第一次能够在移动的状态下拨打电话。第一代移动通信系统主要有3种窄带模拟系统标准，即北美蜂窝系统AMPS、北欧移动电话（Nordic Mobile Telephone，NMT）系统和全接入通信系统（Total Access Communication System，TACS）。我国采用的主要是TACS制式，即频段为890MHz～915MHz/935MHz～960MHz。第一代移动通信的各种蜂窝网系统有很多相似之处，但是也存在很大的差异。它们只能提供基本的语音业务，不能提供非语音业务，并且保密性较差，容易并机盗打；它们之间还互不兼容，显然移动用户无法在各种系统之间实现漫游。

2.第二代移动通信系统（2G）

与1G不同的是，2G采用的是数字调制技术。因此，第二代移动通信系统的容量也在增加，随着系统容量的增加，2G时代的手机可以上网了，虽然数据传输的速率很慢（9.6kbit/s～14.4kbit/s），但文字信息的传输由此开始了，这成为当今移动互联网发展的基础。2G时代也是移动通信标准争夺的开始，主要的通信标准有以摩托罗拉为代表的CDMA美国标准和以诺基亚为代表的GSM欧洲标准。

3.第三代移动通信系统（3G）

2G时代，手机只能打电话和发送简单的文字信息，虽然这已经提高了效率，但是日益增长的图片和视频传输需求日趋高涨，2G时代的网速显然不能满足这一需求，于是高速数据传输的蜂窝移动通信技术—3G应运而生。与2G相比，3G依然采用数字数据传输，但通过开辟新的电磁波频谱、制定新的通信标准，3G的传输速率可达384kbit/s，在室内稳定的环境下甚至达到2Mbit/s的水准。由于采用更宽的频带，传输的稳定性也大大提高。速率的大幅提升和稳定性的提高，使大数据的传送更普遍，移动通信有更多样化的应用。因此，3G被视为开启移动通信新纪元的关键。代表性的技术标准是美国提出的CDMA2000、欧洲提出的WCDMA和中国提出的TD-SCDMA。

4.第四代移动通信系统（4G）

2013年12月，工业和信息化部宣布向中国电信、中国移动、中国联通颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（TD-LTE）”经营许可，也就是4G牌照。至此，移动互联网进入一个新时代。如今，4G已经像水电一样成为我们生活中不可缺少的基本资源。微信、微博、视频等手机应用成为生活中的必需品，我们无法想象离开手机的生活是什么样子的。由此，4G使人类进入了移动互联网时代。在2010年10月的ITU-R WP5D会议上，LTE-Advanced技术和802.16m技术被确定为最终的IMT-Advanced阶段国际无线通信标准。我国主导发展的TD-LTE-Advanced技术通过了所有国际评估组织的评估，被确定为IMT-Advanced国际无线通信标准之一。

5.第五代移动通信系统（5G）

随着移动通信系统带宽加大和连接能力增强，移动通信网络的速率飞速提升，从2G时代的10kbit/s，发展到4G时代的1Gbit/s。历代移动通信系统的发展，都以典型的技术特征为代表，同时诞生出新的业务和应用场景。而5G不同于传统的移动通信系统，5G不再由某项业务能力或者某个典型技术特征所定义，它不仅是更高速率、更大带宽、更强连接能力的技术，而且是一个多业务、多技术融合的网络，更是面向业务应用和用户体验的智能网络，最终打造出以用户为中心的信息生态系统。

5G将渗透到未来社会的各个领域，使信息突破时空限制，提供极佳的交互体验，为用户带来身临其境的信息盛宴；5G将拉近万物的距离，通过无缝融合的方式，便捷地实现人与万物的智能互联；5G将为用户提供光纤般的接入速率，“零”时延的使用体验，千亿设备的连接能力，超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，业务及用户感知的智能优化；5G将为网络带来超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最终实现“信息随心至，万物触手及”。移动通信技术的演进如图1-1所示。

图1-1 移动通信技术的演进