1G、2G、3G、4G、5G 移動通信技術發展簡史

移動通信系統從第一代移動通信系統（1G）開始逐漸發展，目前已經發展到第四代移動通信系統（4G），第五代移動通信系統（5G）也已經開始標準化，預計2020年商用。

G指的是Generation，也就是“代”的意思，例如 5G，表示第5代。

1G就是第一代移動通信系統的意思，2G、3G、4G、5G就分別指第二、三、四、五代移動通信系統，而這也確實是人為劃代。

1G~5G等的定義，主要是從速率，業務類型，傳輸時延，還有各種切換成功率角度給出具體實現的技術不同。

1G

第一代移動通信系統是模擬蜂窩移動通信，移動性和蜂窩組網的特性就是從第一代移動通信開始的，但是1G是模擬通信，抗干擾性能差，同時簡單的使用FDMA技術使得頻率復用度和系統容量都不高。1G主要就是兩種制式，分別是來自美洲的AMPS和來自歐洲的TACS（中國當時跟隨歐洲使用TACS），那是屬於大哥大的時代。

代表：摩托羅拉8000X，即俗稱“大哥大”，支持語音、短信等基礎功能；

缺點：串號、盜號

2G

第二代移動通信技術加入更多的多址技術，包括TDMA和CDMA，同時2G是數字通信，抗干擾能力大大增強。第二代移動通信技術對接下來的3G和4G奠定了基礎，比如分組域的引入，和對空中接口的兼容性改造，使得手機不再只有語音、短信這樣單一的業務，還可以更有效率的連入互聯網（電路域也可以提供internet業務，只是相對來說分組域更適合internet業務）。2G主要的制式也是兩個，分別是來自歐洲ETSI組織的GSM（GPRS/EDGE）和來自美洲以高通公司為主力的TIA組織的CDMA IS95/CDMA2000 1x。

代表：諾基亞7110，支持WAP，支持互聯網接入；

缺點：傳輸速率低，網絡不穩定，維護成本高；

3G

前兩代移動通信系統中，並沒有一個國際組織做出明確的定義說什麼是1G，什麼是2G，而是靠各個國家和地區的通信標準化組織自己制定協議。但是到了3G，ITU（國際電信聯盟）提出了IMT-2000，要求符合IMT-2000要求的才能被接納為3G技術，具體IMT-2000的需求可以自行百度谷歌維基或參考相關書籍。ITU向全世界徵集IMT-2000標準的時候，許多國家和地區的通信標準化組織都提出了自己的技術，比如歐洲的ETSI和日本的ARIB/TTC提出了關鍵參數和技術大致相同的WCDMA技術，隨後成立3GPP組織，對WCDMA進行了標準化，所謂的標準化就是技術PK和口水仗後，形成一份統一的協議，保證彼此接口的兼容。美國以高通公司為首的TIA組織也提出了CDMA-2000，隨後糾集利益同盟成立了3GPP2組織，也對CDMA2000進行了標準化。中國當時的CWTS（現為CCSA）也提出了TD-SCDMA，隨後加入到3GPP組織中，與來自ETSI的UTRA TDD進行了融合，完成了標準化。所以3G主流的制式主要就是WCDMA、CDMA2000 EVDO、TD-SCDMA這三個，後來IEEE組織的Wimax也獲准加入IMT-2000家族，也成了3G標準，即第三代移動通信技術。

3G相對於2G來說主要是採用了CDMA技術（暫時無視掉Wimax），擴展了頻譜，增加了頻譜利用率，提升了速率，更加利於internet業務，同時3G的演進技術將多種多址方式進行了結合（FDD-HSPA、TD-SCDMA都是多種多址技術結合的產物），使用了更高階的調製技術和編碼技術，還採用了包括多載波捆綁、MIMO等新技術，使得速率進一步提升，部分功能也從RNC之類的上級機器下移到基站中來完成，提高了響應速度，降低了時延。同時3GPP組織在演進3G技術的同時也不斷為未來做準備，包括核心網電路域的軟交換、分組域和傳輸網的IP化等等。

代表：蘋果、聯想、華碩各自推出平板電腦；

優點：CDMA系統以其頻率規劃簡單、系統容量大、頻率復用係數高、抗多徑能力強、通信質量好、軟容量、軟切換等特點顯示出巨大的發展潛力。

4G

第四代移動通信技術也是由ITU提出了需求，也就是IMT-Advanced家族，具體需求可自行百度維基谷歌。4G的標準的制定主要是兩個組織，一個是3GPP組織，代表了絕大多數傳統的運營商、通信設備製造商等等，LTE/LTE-Advanced出自其手。一個是IEEE組織，主要是IT界對通信界的一次挑戰，推出了Wimax的後續，也就是WierlessMAN-Advanced。在3G時代呼風喚雨的高通公司和以其為首的3GPP2組織在4G時代也放棄了自家的UMB技術，轉而投向LTE。LTE能得到高通公司和3GPP2組織的支持，可以說是對競爭對手Wimax的一次重大打擊，但是由於高通公司的加入，LTE的利益分配註定也少不了高通，是好是壞看官們自己評判吧。

由於目前4G中以LTE的應用最廣泛，所以LTE來說說4G相對於3G的改變。首先是網絡架構的大變化，LTE拋棄了2G、3G一直沿用的基站-基站控制器（2G）/無線資源管理器（3G）-核心網這樣的網絡結構，而改成基站直連核心網，整個網絡更加扁平化，降低時延，提升用戶感受。核心網方面拋棄了電路域，核心網邁向全IP化，統一由IMS承載原先的業務。空中接口的關鍵技術也拋棄3G的CDMA而改成OFDM，其在大帶寬上比CDMA更加具備可行性和適應性，大規模使用MIMO技術提升了頻率復用度，跨載波聚合能獲得更大的頻譜帶寬從而提升速率，這些技術都是LTE-Advanced能躋身4G標準的重要因素（4G要求靜止狀態下1Gb/s下行和500Mb/s上行）。4G由於大頻譜帶寬的需求以及各國各地區頻譜資源的稀缺，所以會看到更多的頻段被使用，相比之下3G則主要在800/850/900/1700/1900/2100等頻段。目前LTE以佔據絕對優勢的地位成為4G主流，Wimax家族可以說被完全壓制，所以4G也很有希望能結束多年以來多個同代制式相爭的混亂局面，由LTE實現大致的一個統一。

代表：Android、蘋果iOS、Windows移動設備普及；

缺點：覆蓋範圍有限，數據傳輸有延遲；

5G

第五代移動通信技術目前尚未正式商用，不過5G概念已被炒的如火如荼。5G技術標準徵集可望於2017底陸續確定，2019年到2020年可看到全球營運商將陸續推出5G商業服務試營，包括：物聯網、車聯網、智慧醫療、VR/AR、工業4.0等關鍵應用，將驅動新產業生態鏈。

國際電信聯盟IMT-2020也是負責監督5G技術標準制定，日前闡述了5G新技術的優勢所在。該機構表示，即將推出的通用規範將支持每平方公里100萬個互聯網設備、1毫秒延遲以及數據包從一點到另一個點的時間量、更高的能效和頻譜效率，以及高達下行20Gb/s的峰值數據下載速度。以自動駕駛汽車為例，車輛間能以0.001秒的速度交換數據。

代表：拭目以待；

缺點：科技發展無止境，5G也肯定有其不足之處，有待各位去發掘；

簡要對比5代移動通信的具體區別：

網絡信號技術制式速率(bps)典型頻率(MHz)覆蓋半徑1G模擬語音FDMAAMPS、TACS2.4k800/90010-50公里2G數字語音TDMA、CDMAGSM、CDMA64k900/18005-10公里3G數字語音與數據WCDMA、SCDMA

WCDMA、CDMA2000、

TD-SCDMA

2M

1940-1955

2130-2145

2-5公里4G數字語音視頻圖像OFDM、IMT-AdvancedTD-LTE、FDD-LTE、WiMax1G

2300-2320

1755-1765、1850-1860

1-3公里5G數字語音高清視頻IMT-2020 7.5G3300-3600、4800-5000100-300米

隨着移動通信技術的發展，低頻的使用接近飽和，移動通信的載波頻率變得越來越高，這也意味着蜂窩系統的小區半徑越來越小（因為頻率越高，電磁波的衰減越大）。

當然，小區半徑不僅僅是由載波頻點決定的，還跟其他很多因素有關，比如自然環境、用戶密度、人為干擾等。

移動通信技術標準演進

5G標準化將分兩個階段完成

第一階段是希望2017年底能完成5G標準化的中期里程碑（非獨立模式的標準），3GPP計劃在2017年12月前能把非獨立（Non-Standalone）的標準凍結。

第二階段，3GPP希望在2018年年中左右實現第二個里程碑，即完成獨立（Standalone）模式的標準化。

據《南華早報》於2017年6月報導，Jefferies證券分析師指出，中國三大電信商（中國移動、中國聯通、中國電信）預估在7年內於5G 基礎建設上投入1800億美元，遠高於2013-2020年它們在4G網絡1170億美元的投入。中興和華為科技等設備製造商將成為主要的受益者。