AL123 人文社科文学 2024-01-10

5GtoB从理论到实践_宋梁_AZW3_MOBI_EPUB_PDF_电子书（无页码）_宋梁

内容节选

Chapter 1第1章绪论经过不断地发展，移动通信系统已经演进到了第五代。每一代移动通信系统都彰显出了科技的进步，给人类带来了更好的移动通信业务体验，更助力了全球范围内诸多行业的飞速发展。和历代移动通信系统不同，第五代移动通信系统（5G）具备超高速率、超低时延、超大连接等多维度的强大网络能力，主要面向行业应用。本章主要介绍历代移动通信系统的演进历程、5G发展的驱动力、5G协议标准化进展、5G产业链和全球商用进展。课堂学习目标 ● 了解历代移动通信系统的演进历程 ● 理解5G的发展背景和主要应用场景 ● 掌握5G协议标准化进展 ● 了解5G产业链和全球商用进展 1.1 移动通信系统发展演进自20世纪80年代以来，移动通信技术一直在飞速发展，同时人类对移动通信业务的需求也在持续提升。如图1-1所示，为了应对人们日益增长的业务需求，移动通信系统经历了五代变革。图1-1 移动通信系统发展演进历程第一代移动通信系统（1st Generation，1G）于20世纪80年代开始商用，该系统采用基于无线电波的模拟通信技术，通过可移动的终端（当时俗称“大哥大”）实现模拟语音通话业务。人类终于摆脱了固定线缆，可以在移动状态下进行通信了。第一代移动通信系统也被称为“1G”，虽然它让人类迈入了移动通信时代，但受限于模拟技术的缺陷，1G的通话质量和安全性都比较低，同时资费也非常昂贵。随着数字通信技术的发展，到了20世纪90年代，基于数字通信技术的第二代移动通信系统（2nd Generation，2G）开始商用，相比于模拟通信，数字通信更安全、通话质量更高。此时的移动终端功能也更为强大，不仅可以拨打数字语音电话，还可以发短信。另外，和“大哥大”相比，它更加小巧轻便，人们称之为“手机”。在接下去的10年间，随着移动互联网的发展，人们对移动数据业务的需求不断增加。在21世纪初，第三代移动通信系统（3rd Generation，3G）应运而生。第三代移动通信系统不仅可以实现数字语音业务，还支持高速数据业务，比如Web浏览、在线视频等。随着技术的不断成熟和3G网络的普及，移动终端也演进成“智能手机”，人们可以在智能手机上安装各种各样的应用，比如游戏、地图、影音娱乐、新闻等，这些应用让智能手机的功能非常强大。第三代移动通信系统给人们的生活提供了极大的便利，带来了丰富的网络体验，同时也带来了移动通信用户数的爆炸式增长，高速数据业务的需求也日益增加。21世纪初，第四代移动通信系统（4th Generation，4G）开始商用。在第四代移动通信系统中，更智能的终端和更大的网络带宽，使用户不仅可以在线观看视频，还可以体验“高清数字语音”业务，实现上网业务和语音业务并发。在个人用户对网络和业务的需求不断增加的同时，行业对不同场景下的移动通信以及超高速率和超低时延的通信的需求也日益增加。为了匹配这些需求，第五代移动通信系统（5th Generation，5G）诞生了。通信场景由传统的个人通信演变成了万物互联，终端也从手机延伸为智能设备、虚拟现实（Virtual Reality，VR）眼镜、无人机等各种智能终端。 1.1.1 第一代移动通信系统第一代移动通信系统（1G）最早诞生于20世纪40年代。最初应用在美国底特律警察使用的车载无线电系统上，主要采用大区制模拟技术。1978年年底，美国贝尔实验室成功研制出先进移动电话系统（Advanced Mobile Phone System，AMPS），建成了蜂窝移动通信网，这是第一个真正意义上的具有即时通信能力的大容量蜂窝移动通信系统。1983年，AMPS首次在芝加哥投入商用并迅速推广。到了1985年，AMPS应用已扩展到了47个地区。与此同时，其他国家也相继开发出各自的蜂窝移动通信网。英国在1985年开发出全接入通信系统（Total Access Communications System，TACS），采用900 MHz频段。加拿大推出450 MHz移动电话系统（Mobile Telephone System，MTS）。瑞典等北欧四国于1980年开发出北欧移动电话（Nordic Mobile Telephone，NMT）移动通信网，采用450 MHz频段。中国的1G系统于1987年11月18日在广东第六届全运会前开通并正式商用，采用的是TACS制式。从1987年11月中国电信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660万户。1G时代的终端“大哥大”（如图1-2所示），已经彻底成为历史。图1-2 1G终端——“大哥大” 由于1G系统是基于模拟通信技术传输的，存在频谱利用率低、系统安全保密性差、数据承载业务难以开展、设备成本高、......