帶你讀《6G重塑世界》第一章移動通信發展概述1.2移動通信系統的發展曆程（一）

1.2.1         語音通信的時代

通信需求與技術發展，是一個互相促進的過程。先進技術提供了便利，使人與人之間的聯系更為緊密，同時催生了更高層次的需求；更高的需求反過來推動了技術的進一步發展。從移動通信傳遞的資訊内容來看，從最初的語音、文字，到高品質音頻、圖像、郵件等中等資料量業務，再到視訊和豐富多彩的網際網路業務，以及使用者可以随時随地産生大量資訊的社交網絡等新型媒體，對移動通信資料量的要求在以“指數速度”提高。

與服務需求相對應，移動通信技術的發展，也經曆了幾個主要的階段，一般習慣于用“代”進行區分，基本延續了十年一代的發展規律。移動通信系統的發展曆程如圖 1-1 所示。

圖 1-1移動通信系統的發展曆程

迄今出現的移動通信系統主要有第一代（1G）移動通信系統、第二代（2G）移動通信系統、第三代（3G）移動通信系統、第四代（4G）移動通信系統以及第五代

（5G）移動通信系統。從通信的内容和形式的變化來看，移動通信系統的發展又可以劃分為 4 個階段：溝通泛在、資訊泛在、感覺泛在和智慧泛在。1G主要實作了從無到有的溝通泛在，也就是可以在移動中進行語音的通信；2G解決的是語音通信的品質和普遍性問題，使得移動通信在全球大規模應用，同時也開啟了短信這種非實時溝通模式；3G進一步提升了通信的容量，同時促進了寬帶通信的萌芽，特别是在3G的後期，随着智能手機的出現，高速移動資料通信成為迫切的需求；4G解決了高速移動資料通信的問題，在通信的品質、容量和效率上取得了巨大的進步，同時在後期也觸發了物聯網的應用需求，帶來了資訊消費的空前繁榮；5G将移動通信的範疇進行了前所未有的拓展，希望實作萬物互聯，涵蓋了增強型移動寬帶（enhancedMobile Broadband，eMBB）、超可靠低延遲時間通信（ultra-Reliability andultraLow-LatencyCommunication，uRLLC）和大規模機器型通信（massive Machine Type Communi-cation，mMTC）等典型應用場景，努力将人類的感覺能力延伸到萬事萬物，實作萬物互聯。

随着5G的發展，5G必将加速與雲計算、大資料、人工智能（AI）、邊緣計算的結合，實作網絡的定制化、能力的開放化、資料的價值化和服務的智能化，帶來資訊泛在和感覺泛在，加速整個社會走向數字化。

6G的目标則是進一步推動整個社會的數字化，全面走向數字孿生，通過無處不在的智能，全面賦能整個社會的智能化，極大提升整個社會運作和治理的效率，提升人們的生活、工作和生産的效率和品質，進而實作人類對自我的解放。為此，6G網絡需要具備按需服務、至簡、柔性、智慧内生、安全内生和數字孿生的特征。

最早的語音通信出現在第二次世界大戰的軍事通信中，但由于成本高昂、體積龐大，并沒有應用于民用領域。1976年，美國摩托羅拉公司的工程師馬丁·庫珀首先制造出第一個行動電話。同年，世界無線電通信大會準許了 800/900MHz頻段用于行動電話的頻率配置設定方案。在此之後一直到20世紀 80年代中期，許多國家都開始建設基于頻分多址（FrequencyDivisionMultipleAccess，FDMA）技術和模拟調制技術的第一代移動通信系統。

1978年年底，美國貝爾試驗室研制成功了全球第一個移動蜂窩電話系統——先進行動電話系統（AdvancedMobilePhoneSystem，AMPS）。5年後，這套系統在芝加哥正式投入商用并迅速在全美推廣，獲得了巨大成功。

同一時期，歐洲各國也不甘示弱，紛紛建立起自己的第一代移動通信系統。瑞典等北歐四國在1980年研制成功了 NMT-450移動通信網并投入使用；聯邦德國在1984年完成 C網絡（C-Netz）；英國則于 1985年開發出頻段在 900MHz的完全通路通信系統（TotalAccessCommunicationsSystem，TACS）。

在各種 1G系統中，美國發明的 AMPS 制式的移動通信系統在全球的應用最為廣泛，它曾經在超過 72 個國家和地區營運，直到1997年還在一些地方使用。同時，也有近 30個國家采用英國 TACS制式的 1G系統。這兩種移動通信系統是世界上最具影響力的 1G 系統。

中國的第一代模拟移動通信系統于1987年11月18日在廣東第六屆中華人民共和國全國運動會（全運會）上開通并正式商用，采用的是英國TACS制式。從中國電信 1987 年 11月開始營運模拟行動電話業務到 2001年 12 月底中國移動關閉模拟移動通信網，1G 系統在中國的應用長達 14年，使用者數最多時曾達到了 660 萬。如今，1G時代那像磚頭一樣的手持終端——大哥大，已經成為了很多人的回憶。

由于采用的是模拟技術，1G系統的容量十分有限。此外，幹擾嚴重，安全性也存在較大的問題。1G 系統的“先天不足”，使得它無法真正大規模普及和應用，價格更是非常高，成為當時奢侈品和财富的一種象征。與此同時，不同國家的“各自為政”也使得1G的技術标準各不相同，即隻有“國家标準”，沒有“國際标準”，國際漫遊成為一個突出的問題。這些缺點都随着 2G移動通信系統的到來得到了很大的改善。

1982年，歐洲成立了“移動專家組”（GroupeSpécialMobile，GSM，法語），負責起草和制定移動通信标準。1989年，歐洲電信标準組織（EuropeanTelecom-municationsStandardsInstitute，ETSI）正式接手了 2G标準的制定工作。1990年，第一版GSM标準制定完成并正式釋出。1992年 1月，芬蘭營運商 Oy Radiolinja Ab公司第一個将 GSM系統正式投入商用，這标志着 GSM系統開始正式向廣大公衆開放。後來，歐洲各國為了便于在全球推廣這一技術标準，将GSM賦予了新的含義，即“全球移動通信系統”（GlobalSystemforMobilecommunications，GSM）。

2G發展初期，移動通信系統旨在滿足更多使用者的純語音通話需求，設計者着重考慮的是如何擴大系統所能容納的使用者總量。随着技術的不斷發展以及 GSM系統的逐漸成熟，同時也為了滿足人們對手機上網等資料業務的需求，GSM系統在後期引入了通用分組無線服務（GeneralPacketRadioService，GPRS）技術和 GSM增強資料速率演進（EnhancedDatarateforGSMEvolution，EDGE）技術，使用部分語音信道提供低速資料服務。

在歐洲商用 GSM系統幾年之後，美國通信工業協會（TelecommunicationsIn-dustryAssociation，TIA）也正式推出了其第二代移動通信系統——窄帶碼分多址接入（Narrowband-CodeDivisionMultipleAccess，N-CDMA）系統，其中第一個廣泛商用的标準為 IS-95-A。中國香港于 1995年正式開通了第一個商用 CDMA網絡，此後美國、南韓也相繼開通了 CDMA 商用網絡。

除了 GSM和 CDMA（IS-95），日本的 PDC（PersonalDigitalCellular）、PHS（PersonalHandy-phoneSystem）和 美 國 的 D-AMPS（Digital-AMPSIS-54/IS-136）等系統也屬于 2G移動通信系統。

截止到 2010年 9月，全球 51億移動通信使用者中，有 40億是GSM使用者，占總數的 78%1。GSM成為全球最成功的 2G移動通信系統，第一次實作了“全球通”的夢想。

GSM系統的技術在不斷演進，如倍增語音容量的自适應單時隙多使用者語音業務

（VoiceservicesoverAdaptiveMulti-userchannelsonOneSlot，VAMOS）、提供更高資料速率的 EGPRS以及先進接收機等技術，使 GSM這棵“老樹”不斷綻放出新的花朵，但是由于 3G發展速度的不斷加快，這些新的技術并沒有在 GSM網絡中實作商業化應用。