1G~5G的关键技术和技术标准1、1G~5G的关键技术和技术标准
通信技术频段传输速率关键技术技术标准提供
服务
代表
公司
1G300~3400约2.4kb/s频分多
（FDMA）
模拟语⾳调
制
蜂窝结构组
⽹NMT-450
AMPS
TACS等
模拟
语⾳
业务
摩托
罗拉
2G GSM900上⾏/下⾏
890~915MHz/935-960MHz GSM900上⾏/下⾏
2.7/9.6kb/s
时分多
（TDMA）
码分多址
（CDMA）
GSM
IDEN
IS-136
IS-95
PDC
数字
语⾳
发短
信
上⽹
（困
难）
诺基
亚
摩托
罗拉
索尼
爱⽴
信
⼩灵
通
2.5G115kb/s（GPRS）
384kb/s（EDGE）GPRS HSCSD EDGE WAP EPOC 蓝⽛
3G1890~2030MHz(上⾏) 2110~2250MHz(下⾏)125Kb/S~2Mb/S码分多址
（CDMA）
Rake接收
技术
Turbo编码
及RS卷积
联码等
W-CDMA(宽带码分多址接⼊)、
CDMA2000(码分多址接⼊)和
TD-SCDMA (时分同步码分多址接
⼊)
电话
短信
彩信
上⽹
⾼通
⾕歌
苹果
HTC
三星
4G TD-LTE上⾏/下⾏
555~2575MHz/2300~2320MHz
FDD-LTE上⾏/下⾏
1755~1765MHz/1850~1860MHz 2Mbp/S~1Gbp/S OFDM
SC-FDMA
MIMO
SDR
智能天线技
术
LTE
LTE-Advanced
UMB
Wireless MAN
WiMax
快速
传输
数据
⾳频
视频
图像
直播
⾼通
苹果
⼩⽶
华为
5G3300~3600MHz
4800~5000MHz 理论10Gbp/s，即
1.25Gb/s
超密集异构
⽹络
⾃组织⽹络
德国vs日本直播视频
内容分发⽹
络
D2D通信
M2M通信
⼤规模
MIMO
NOMA
快速
传输
⾼清
视频
IOT
AR
VR
⾃动
驾驶
⼈⼯
华为
NOMA OFDMA SC-FDMA SC-FDMA FBMC
全双⼯技术⼈⼯智能
  （1）1G
  第⼀代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语⾳的蜂窝电话标准，制定于上世纪80年代。Nordic移动电话（NMT）就是这样⼀种标准，应⽤于Nordic国家、东欧以及俄罗斯。
  第⼀代移动通信主要采⽤的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。由于受到传输带宽的限制，不能进⾏移动通信的长途漫游，只能是⼀种区域性的移动通信系统。
  说起第⼀代移动通信系统，就不能不提⼤名⿍⿍的贝尔实验室。1978年底，美国贝尔试验室研制成功了全球第⼀个移动蜂窝电话系统—先进移动电话系统（AMPS，Advanced Mobile Phone System）。5年后，这套系统在芝加哥正式投⼊商⽤并迅速在全美推⼴，获得了巨⼤成功。
  同⼀时期，欧洲各国也不⽢⽰弱，纷纷建⽴起⾃⼰的第⼀代移动通信系统。瑞典等北欧4国在1980年研制成功了NMT-450移动通信⽹并投⼊使⽤；联邦德国在1984年完成了C⽹络（C-Netz）；英国则于1985年开发出频段在900MHz的全接⼊通信系统（TACS，Total Access Communications System）。
  在各种1G系统中，美国AMPS制式的移动通信系统在全球的应⽤最为⼴泛，它曾经在超过72个国家和地区运营，直到1997年还在⼀些地⽅使⽤。同时，也有近30个国家和地区采⽤英国TACS制式的1G系统。这两个移动通信系统是世界上最具影响⼒的1G系统。
  中国的第⼀代模拟移动通信系统于1987年11⽉18⽇在⼴东第六届全运会上开通并正式商⽤，采⽤的是英国TACS制式。从中国电信1987年11⽉开始运营模拟移动电话业务到2001年12⽉底中国移动关闭模拟移动通信⽹，1G系统在中国的应⽤长达14年，⽤户数最⾼曾达到了660万。如今，1G时代那像砖头⼀样的⼿持终端——⼤哥⼤，已经成为了很多⼈的回忆。
  （2）2G
  第⼆代⼿机通信技术（2G）是以数字语⾳传输技术为核⼼。⽤户体验速率为10kbps，峰值速率为100kbps。
  2G技术基本可被切为两种，⼀种是基于TDMA所发展出来的以GSM为代表，另⼀种则是CDMA规格，复⽤﹙Multiplexing﹚形式的⼀种。
  主要的第⼆代⼿机通讯技术规格标准有：
    GSM：基于TDMA所发展、源于欧洲、已全球化。
    IDEN：基于TDMA所发展、美国独有的系统。被美国电信系统商Nextell使⽤。
    IS-136﹙也叫做D-AMPS﹚：基于TDMA所发展，是美国最简单的TDMA系统，⽤于美洲。
    IS-95﹙也叫做cdmaOne﹚：基于CDMA所发展、是美国最简单的CDMA系统、⽤于美洲和亚洲⼀些国家。
    PDC﹙Personal Digital Cellular﹚：基于TDMA所发展，仅在⽇本普及。
  （3）2.5G
  2.5G是⼀种介于2G和3G之间的⽆线技术，是移动服务所处的阶段，2.5G功能通常与GPRS技术有关。较2G服务，2.5G⽆线技术可以提供更⾼的速率和更多的功能。
  2.5G移动通信技术是从2G迈向3G的衔接性技术，由于3G是个相当浩⼤的⼯程，所牵扯的层⾯多且复杂，要从2G迈向3G不可能⼀下就衔接得上，因此出现了介于2G和3G之间的2.5G。HSCSD、WAP、EDGE、蓝⽛（Bluetooth）、EPOC等技术都是2.5G技术。
  GPRS(General Packet Radio Service)可认为是介于第⼆代和第三代之间的2.5代移动通信系统，是在现有的第⼆代GSM话⾳通信系统上开发的⼀项新的承载业务，通过软件升级和增加必要的硬件模块，利⽤GSM现有的⽆线话⾳通信系统的信令通道实现分组数据传输，所以它可以与GSM共存，并能平滑过渡。GPRS⽆线分组数据通信与现有的GSM话⾳通信最根本的区别是：GSM是电路交换系统，⽽GPRS的短信业务等采⽤的是分组交换系统。CDMA-2000-1x是CDMA-2000的第⼀阶段，也是2.5G，它的⽹络部分也引⼊分组交换⽅式。
  （4）3G
  第三代移动通信技术（3G）是指⽀持⾼速数据传输的蜂窝移动通讯技术。国际电信联盟(ITU)确定3G
通信三⼤主流标准是W-CDMA(宽带码分多址接⼊)、CDMA2000(码分多址接⼊)和TD-SCDMA (时分同步码分多址接⼊)，WiMAX是继W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA后的第四个3G标准。
  可以提供最少为2Mbps、384kbps与144kbps的数据传输速度。
  在美国的圣迭⼽成⽴了⼀个名为“⾼通”的⼩公司（现成为世界五百强），这个公司利⽤美国军⽅解禁的“展布频谱技术”开发出⼀个被名为“CDMA”的新技术，CDMA技术直接导致了3G的诞⽣。世界3G技术的3⼤标准：美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国TD-SCDMA，都是在CDMA的技术基础上开发出来的，CDMA就是3G的根本基础原理，⽽展布频谱技术就是CDMA的基础。
  2008年5⽉，国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准，中国提交的TD-SCDMA正式成为国际标准，与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三⼤技术之⼀。
  三代移动通信采⽤码分多址技术，现已基本形成了三⼤主流技术，包括有：W-CDMA.CDMA-2000和TD-SCDMA。这三种技术都属于宽带CDMA技术，都能在静⽌状态下提供2Mbius的数据传输速率。但这三种技术在⼯作模式、区城切换等⽅⾯⼜有各⾃不同的特点。
  （5）4G
  4G通信技术是第四代的移动信息系统，是在3G技术上的⼀次更好的改良，其相较于3G通信技术来说
⼀个更⼤的优势，是将WLAN技术和3G通信技术进⾏了很好的结合，使图像的传输速度更快，让传输图像的质量和图像看起来更加清晰。在智能通信设备中应⽤4G通信技术让⽤户的上⽹速度更加迅速，速度可以⾼达100Mbps。
  4G通信技术基于3G通信技术基础上不断优化升级、创新发展⽽来，融合了3G通信技术的优势，并衍⽣出了⼀系列⾃⾝固有的特征，以WLAN技术为发展重点。
  相关⽹络构架：
  EPON⽹络构架
  EPON组⽹结构⼀共由三个部分组成，在⽤户和通信供应商之间分别有终端设备、交换设备和电⽹局端设备。在传输线路中⼀共有64个传输帧，⽽每个传输帧⼜包括24个字节，也就是192个bit数据，这个传输结构最⼤的传输距离可以达到20公⾥。⽽EPON传输线路⼜分为上下两层，上层线路是应⽤时分复⽤⽅式进⾏传输，交换设备会在不同的传输时间将不同的信息传输到终端设备，以避免各种信息发⽣混淆；⽽下层线路则是采⽤⼴播传输的⽅式实时传输，终端设备对不同信息进⾏甄别，选择实时需要的信息进⾏接收。 [4]
  TD-LTE⽹络构架
  TD-LTE主要是从三个层⾯对⽹络信息进⾏布点规划，其中核⼼层是为了提⾼传输数据的速度，减少⽤户端到的传输时间；业务层是为了完成数据的处理和交换，在4G通信业务中，需要传输的数据信息⾮常多，业务层可以有效提升原来的传输速率，缓解接受数据的延时性；传输层主要是⽤来引⽤⽆源光⽹络，在OLT和NOU之间实现分光。其中ONU在上⾏端⼝应采⽤双PON传输模式，在局端设备附近形成⼀个保护⽹，避免数据流失。
  （6）5G
  第五代移动通信技术（英语：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，简称5G 或5G技术）是最新⼀代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。5G的性能⽬标是⾼数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提⾼系统容量和⼤规模设备连接。Release-15中的5G规范的第⼀阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第⼆阶段将于2020年4⽉完成，作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟（ITU 。ITU IMT-2020规范要求速度⾼达20 Gbit/s，可以实现宽信道带宽和⼤容量MIMO。

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