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通信技術(shù)的整體發(fā)展歷史：由分裂走向統(tǒng)一
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2023-02-06

（1）1G 時代：各國各自研制自己的移動通信系統(tǒng)

1973 年，摩托羅拉研發(fā)出了世界第一臺手機；1976 年，ITU 批準了 800/900MHz 頻段用于移動電話的頻率分配方案。

1978 年底，美國貝爾實驗室研發(fā)成功了世界第一套移動通信系統(tǒng) AMPS（Advanced Mobile Phone System）并于 1983 年開始正式商業(yè)運行，開啟了 1G時代；隨著 AMPS 的面世，歐洲各國也紛紛建立齊了自己的第一代移動通信系統(tǒng)，包括北歐的 NMT（Nordic Mobile Telephone）、前聯(lián)邦德國的 C-Netz 和英國的 TACS（TotalAccess Communications System）等。作為最早面世的移動通信系統(tǒng)，AMPS 受到了廣泛的歡迎，在超過 70 個國家運行，是 1G 時代最廣泛使用的通信技術(shù)標準。

（2）2G 時代：歐洲各國開始聯(lián)合，歐洲 VS 高通的通信標準格局形成

1982 年，為研發(fā)、設(shè)計一個可以泛歐洲使用的移動通信系統(tǒng)，歐洲郵電管理委員會設(shè)立了 GSM（法語 GroupeSpécialMobile，移動通信專家組，其標準化的職能后轉(zhuǎn)移）。

1986 年，為與美國在通信領(lǐng)域競爭，建立一個更先進、更廣泛使用的泛歐通信技術(shù)標準，歐洲委員會（European Commission）于 1986 年開始對美國通信行業(yè)的情況進行了考察，并于 1987 年第一次公布了設(shè)立一個通信技術(shù)標準協(xié)會的設(shè)想。

1987 年，德國、比利時、丹麥、西班牙、芬蘭、法國、愛爾蘭、意大利、挪威、荷蘭、葡萄牙、英國、瑞典共同簽署了一份備忘錄，同意在 1991 年前建立一個泛歐洲的、基于數(shù)字信號的通信系統(tǒng)，并委托 GSM 承擔該任務(wù)。

1988 年，歐洲郵電管理委員會設(shè)立了 ETSI（European TelecommunicationsStandards Institute，歐洲電信標準協(xié)會）。1989 年，歐洲郵電管理委員會將 GSM 的職能轉(zhuǎn)移給了 ETSI，同年，新一代的泛歐洲通信系統(tǒng)標準被確定，即 GSM （Global System for Mobilecommunications）標準，歐洲的通信技術(shù)標準得到了統(tǒng)一。

在歐洲大力發(fā)展 GSM 標準的同時，美國的高通也在布局新一代的通信技術(shù)，與基于 TDMA（時分多址）技術(shù)的 GSM 標準不同，高通采用 CDMA（碼分多址）技術(shù)建立了自己的通信技術(shù)標準 IS-95，并于 1993 年被美國電信行業(yè)協(xié)會（Telecommunications Industry Association）確立為 2G 標準，相關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后續(xù)在香港、韓國等多個地區(qū)部署，在全球形成歐洲的 GSM 和高通的 CDMA 兩大2G 標準競爭的格局。

（3）3G 時代：更多國家、組織積極參與通信技術(shù)標準的設(shè)立

1985 年，聯(lián)合國下屬的 ITU（InternationalTelecommunicationUnion，國際電信聯(lián)盟）提出建立新的通信技術(shù)規(guī)范，即 FPLMTS（Future Public Land MobileTelecommunications System，未來公共陸地移動通信系統(tǒng)）。由于 GSM 等 2G 網(wǎng)絡(luò)的部署，ITU 的該計劃暫時擱置（FPLMTS 后被改名為 IMT-2000）。

1987 年，一項旨在研究一種在革命性的通信系統(tǒng)的研究在英國劍橋開展，研究員們將這項技術(shù)稱作 UMTS（UniversalMobileTelecommunications System），該研究得到了歐洲委員會和愛立信、諾基亞等廠商的資助。

上世紀 90 年代初，越來越多的 SDO（StandardsDevelopingOrganization，標準化組織）和通信廠商意識到全球通行的通信技術(shù)標準的意義，包括 ESTI、日本的 ARIB 等標準化組織以及愛立信、諾基亞、三星都開始進行研究。為了能夠采用單一標準，ITU 要求每個地區(qū)的 SDO 和廠商提交能夠滿足 IMT-2000 性能要求的無線電傳輸技術(shù)的提案。

1992 年，UMTS 的研究取得了階段性成果，但參與 UMTS 研究的各方對UMTS 的無線電傳輸部分選擇 ATDMA 技術(shù)還是 WCDMA 技術(shù)存在爭議。1996 年，在歐洲委員會的促進下，愛立信、諾基亞等廠商，法國電信、Orange等運營商以及標準化組織 ETSI 共同建立了 UMTS 論壇，以推動 UMTS 的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。其后，日本加入了歐洲陣營，UMTS 確定以 WCDMA 技術(shù)作為無線電傳輸部分的技術(shù)。

1996 年-1998 年間，各大 SDO 和相關(guān)廠商提交了 17 個提案，包括歐洲和日本 SDO 聯(lián)合主張的 WCDMA（ UMTS），高通和三星為主的廠商聯(lián)合主張CDMA2000 和中國主張的 TD-SCDMA。

1998 年，為支持 UMTS 成為世界標準，以 ESTI 為核心的組織、廠商建立了3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作計劃）；同年，支持CDMA2000 的以高通為核心的廠商、組織建立了 3GPP2、3GPP 和 3GPP2 都宣稱為 ITU 的 IMT-2000 項目服務(wù)。

1999 年，為推動 TD-SCDMA 的普及，中國的標準化組織 CCSA 同時加入了3GPP 和 3GPP2。中國主張的 TD-SCDMA 后來成為 UMTS 的一部分，與 WCDMA作為 UMTS 的兩個不同版本。

2000 年，經(jīng) ITU 確認（ITU-R M.1457 Recommendation），WCDMA、CDMA2000 和 TD-SCDMA 被確立為 3G（IMT-2000）的標準。

（4）4G 時代：高通放棄主導標準，IT 廠商競爭失敗，技術(shù)標準趨向統(tǒng)一

在 3G 時代，為收回對 UMTS 研究的資助，歐洲各國采用了最大化頻譜使用權(quán)拍賣價格的政策，使運營商背負了較大的投入成本，因此運營商在短期內(nèi)無法承受再一次“革命性”的通信技術(shù)更新。在這種商業(yè)背景下，各大標準化組織和廠商對于通信技術(shù)的研究方向主要是在現(xiàn)有體系下“演進”，3GPP 和 3GPP2 兩大組織分別在其原支持的 UMTS、CDMA2000 的基礎(chǔ)上推出了 LTE（LongTermEvolution）和 UMB（Ultra Mobile Broadband）。

在通信行業(yè)組織演進技術(shù)的同時，主要由 IT 廠商和工程師組成的 IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，電機電子工程師協(xié)會）也升級了其負責制訂的 Wi-Fi 技術(shù)標準；升級后的 IEEE802.16e 及以后版本 Wi-Fi 技術(shù)標準可以支持移動互聯(lián)網(wǎng)功能，開始與通信行業(yè)組織與廠商進行競爭。2008 年，ITU 定義了 4G（IMTAdvanced）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的性能指標，要求相關(guān)SDO 和廠商向 ITU 提交 4G 技術(shù)的提案。同年，高通宣布停止推廣 UMB，加入LTE 陣營。

2009 年，3GPP 和 IEEE 分別向 ITU 提交了 LTEAdvanced 和 WiMAX rel 2.0（IEEE 802.16m）作為 4G（IMTAdvanced）技術(shù)標準的提案。2011 年，經(jīng) ITU 批準，LTEAdvanced 和 IEEE802.16m 都被確認為 4G 的技術(shù)標準。

2012 年，IEEE 公布了 WiMAXrel2.1，由于 WiMAXrel2.1 不兼容以前的版本，眾多運營商和廠商轉(zhuǎn)向 LTEAdvanced，LTEAdvanced 成為唯一主流的 4G 通信技術(shù)標準。

（5）5G 時代：第一次嘗試全球統(tǒng)一標準，標準分批凍結(jié)

以往通信技術(shù)標準的不統(tǒng)一為各大軟硬件廠商、運營商都帶來了很大的不便，因此在 5G 時代統(tǒng)一全球標準成為了通信行業(yè)絕大部分參與者的共識。經(jīng)過 3G、4G 時代標準制定工作的發(fā)展，由 ITU 發(fā)布定義和指標需求，由各大 SDO 和廠商進行研究，再在 3GPP 框架內(nèi)進行討論、談判、確認，最后由 3GPP 向 ITU 進行提案成為了通信行業(yè)普遍認可的確認通信技術(shù)標準的方式。2015 年，ITU 公布的 ITU-R M.2083 文件定義了 5G（IMT-2020）技術(shù)的應(yīng)用場景和技術(shù)指標，根據(jù) ITU 的定義，5G 的三大典型應(yīng)用場景包括：

①eMBB（EnhancedMobileBroadband，增強型移動寬帶），主要應(yīng)用場景包括 3D/超高清視頻、VR/AR、云存取、高速移動上網(wǎng)等需要大流量移動寬帶的場景；

②URLLC（Ultra Reliable & Low Latency Communication，高可靠低時延通信），主要應(yīng)用場景包括無人駕駛/智能駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等要求極低時延和高可靠性的場景；

③mMTC（Massive Machine Type Communication，大規(guī)模機器通信），主要場景包括車聯(lián)網(wǎng)、智能物流、智能資產(chǎn)管理等需要大規(guī)模數(shù)據(jù)連接的場景。

根據(jù) 3GPP 的規(guī)劃，5G 標準分為“R15”、“R16”和“R17”，目前“R15”、“R16”標準已經(jīng)凍結(jié)?！癛15”版本標準已經(jīng)能夠初步支持 ITU 定義的 5G 應(yīng)用場景中 eMBB 和 URLLC 兩大場景，因此“R15”的凍結(jié)意味著面向 5G 規(guī)模商用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、芯片、手機以及各種多樣化的智能硬件可以開始生產(chǎn)，部分運營商已經(jīng)可以開始 5G 網(wǎng)絡(luò)的部署和運營；“R16”的凍結(jié)標志著 5G 網(wǎng)絡(luò)具備真正的系統(tǒng)級低時延高可靠性能力，并實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)切片應(yīng)用背景下的 4G—5G 互操作問題，以滿足智慧車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)應(yīng)用。根據(jù) 3GPP 的時間表，“R17”版本標準預(yù)計于 2022 年 6 月凍結(jié)。

來源：阿萊德 思瀚