導(dǎo)讀:上世紀(jì)90年代,有一首歌紅遍大江南北,那就是《春天的故事》,這首歌的歌詞很有意思: 1979年 / 那是一個春天 / 有一位老人在中國的南海邊畫了一個圈 / 神話般地崛起座座城 /奇跡般聚起座座金山 / 春雷啊喚醒了長城內(nèi)外 / 春暉啊暖透了大江兩岸....
1984年,又是一個春天,有一位老人在視察深圳后明確提出:“先把交通、通信搞起來,這是經(jīng)濟發(fā)展的起點”。如老人所想,如老人所愿,中國移動通信的滾滾浪潮席卷而來,在此后的30多年,移動通信發(fā)生了翻天覆地的變化。
空白
說起移動通信還要從1G開始,先認(rèn)識一下西半球最強的實驗室“貝爾實驗室”,1925年,美國電話電報公司AT&T收購了西方電子公司的研究部門,成立了貝爾實驗室。貝爾實驗室是晶體管、激光器、太陽能電池、發(fā)光二極管、數(shù)字交換機、通信衛(wèi)星、電子數(shù)字計算機、蜂窩移動通信設(shè)備、長途電視傳送、仿真語言、有聲電影、立體聲錄音,以及通信網(wǎng)等許多重大發(fā)明的誕生地。
貝爾實驗室美國總部
1962 年貝爾實驗室申請了蜂窩通信概念的專利,但到上世紀(jì)7 0 年代末期才研制出蜂窩移動通信系統(tǒng)。蜂窩移動通信由若干個無線小區(qū)組成,每個小區(qū)都設(shè)置有一個小功率基站,隨著用戶數(shù)的增加,可以通過小區(qū)分裂、頻率再用、小區(qū)扇形化等技術(shù)提高系統(tǒng)容量。蜂窩網(wǎng)絡(luò)解決了公共移動通信系統(tǒng)的大容量需求與有限的頻率資源之間的沖突。
1978年,貝爾實驗室在芝加哥完成了先進(jìn)移動電話系統(tǒng)AMPS(Advanced Mobile Phone System)的實驗,并且在1983年投入運營。AMPS 采用頻率復(fù)用技術(shù),可以保證移動終端在整個服務(wù)覆蓋區(qū)域內(nèi)自動接入公用電話網(wǎng),具有更大的容量和更好的語音質(zhì)量,很好地解決了公用移動通信系統(tǒng)所面臨的大容量要求與頻譜資源限制的矛盾。
1979年,NET在日本東京開通了第一個商業(yè)蜂窩網(wǎng)絡(luò),使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是日本電報電話(NTT),由此拉開了第一代通信技術(shù)的爭奪。美國摩托羅拉公司的馬丁·庫帕博士率先研制出大哥大。大哥大手機后來席卷全球,馬丁·庫帕博士也被后人稱為移動電話之父。
1G標(biāo)準(zhǔn)主要有四個:AMPS(1983 年于美國),TACS(1985 年于英國),NMT(1986 年于北歐),C-Netz(西德)。1G無線系統(tǒng)在設(shè)計上只能傳輸語音數(shù)據(jù),并遭到網(wǎng)絡(luò)容量的限制。1G主要采用的是模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。由于受到傳輸帶寬的限制,不能進(jìn)行移動通信的長途漫游,只能是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。
第一代移動通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)?,其特點是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。1G主要基于蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng),直接使用模擬語音調(diào)制技術(shù),傳輸速率約2.4kbit/s。沒有國際標(biāo)準(zhǔn),只有國家標(biāo)準(zhǔn)。不同國家采用不同的工作系統(tǒng)。
1G時期,我國的移動電話公眾網(wǎng)由美國摩托羅拉移動通信系統(tǒng)和瑞典愛立信移動通信系統(tǒng)構(gòu)成。經(jīng)過劃分,摩托羅拉設(shè)備使用A頻段,稱之為A系統(tǒng);愛立信設(shè)備使用B頻段,稱之為B系統(tǒng)。移動通信的A、B兩個系統(tǒng)即是人們常說的A網(wǎng)和B網(wǎng)。
1987年11月18日,在第六屆全運會開幕前夕,我國第一個TACS模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)在廣東省建成并投入商用,廣州開通了我國第一個移動電話局,首批用戶只有700個,實現(xiàn)了我國移動電話用戶“零”的突破。
1988年,我國移動電話用戶僅3000戶,1990年達(dá)到1.8萬戶,1994年激增到了157萬戶。從中國電信1987年開始運營模擬移動電話業(yè)務(wù)到2001年12月底中國移動關(guān)閉模擬移動通信網(wǎng),1G系統(tǒng)在中國的應(yīng)用長達(dá)14年,用戶數(shù)最高曾達(dá)到了660萬??傮w上第一代通信技術(shù)格局是世界亂戰(zhàn),中國落伍,一片空白。
跟隨
頻譜是不可再生的資源,是移動通信賴以生存的基礎(chǔ),因此在第一代移動通信投入商用后的幾年,以提高頻譜利用率為目標(biāo)的第二代移動通信的研究逐步展開了。2G時代,開啟數(shù)字蜂窩通信,擺脫了模擬技術(shù)的缺陷,有了跨時代的提升,雖然仍定位于話音業(yè)務(wù),但開始引入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),并且手機可以發(fā)短信、上網(wǎng)。
雖然我國對2G的關(guān)注不算太晚,但因為自身研發(fā)實力的問題,面對2G的發(fā)展,我國的技術(shù)發(fā)展還是以引進(jìn)為主。2G主要采用的是數(shù)字的時分多址(TDMA)技術(shù)和碼分多址(CDMA)技術(shù)。全球主要有GSM和CDMA兩種體制。
GSM
1982 年,在歐洲郵政電信管理委員會的組織下26 個國家的電信官員舉行了會議,該會議成立了移動通信特別研究組(G S M ), 該組織的宗旨是要建立一個新的泛歐標(biāo)準(zhǔn),開發(fā)泛歐公共陸地移動通信系統(tǒng),并提出了高效利用頻譜、低成本系統(tǒng)、手持終端和全球漫游等要求。隨后幾年歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織(E T S I )以國際標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)完成了GSM 900MHz 和1800MHz(DCS)的規(guī)范,1991年GSM系統(tǒng)正式在歐洲問世,網(wǎng)絡(luò)開通運行。從此移動通信跨入了第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng),可以說 GSM 的產(chǎn)生是 2G 時代的一個重要里程碑。
1991 年美國高通公司開展基于擴譜技術(shù)的碼分多址(C D M A)系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗,1993年CDMA被作為美國數(shù)字蜂窩移動通信標(biāo)準(zhǔn)I S - 9 5 A ,它的通信協(xié)議仍然是基于 A M P S ,與GSM同樣采用電路交換體制,因而窄帶CDMA仍然屬于第二代移動通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)于1995 年在香港、韓國首先入網(wǎng)使用,然后在美推廣。在美國的CDMA、歐洲的G S M之間,我國最終選擇了GSM。
歐盟通過各種手段策略扶持GSM,確保GSM在歐洲的成功,使歐洲的制造商獲得經(jīng)驗和資本,為GSM進(jìn)入全球市場打下了堅實基礎(chǔ)。按照2002年4月統(tǒng)計,全球移動通信用戶為10.05 億,其中GSM 6.842 億,占68%,由此歐洲設(shè)備制造商成了最大的贏家。諾基亞與愛立信借助GSM攻占美國和日本市場,僅僅10年功夫諾基亞力壓摩托羅拉,成為全球最大的移動電話商。
西方高速發(fā)展,中國蹣跚學(xué)步。我國對于2G的關(guān)注可以追溯到1987年模擬網(wǎng)起步的階段。當(dāng)時原郵電部提出要關(guān)注數(shù)字移動技術(shù)發(fā)展的要求,并多次組團到歐洲考察GSM技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。政府也把對2G的研究列入了“八五”攻關(guān)項目,當(dāng)時的電子部和郵電部共同合作,組織了由上海一所、廣東7所、西安4所以及東南大學(xué)、北京大學(xué)等組成的產(chǎn)、學(xué)、研共同結(jié)合的項目攻關(guān)小組。
1992年,原郵電部批準(zhǔn)建設(shè)了嘉興地區(qū)全數(shù)字移動電話(GSM)網(wǎng)絡(luò),隨后搭建了臨時系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)備由上海貝爾公司和阿爾卡特公司提供。5月17日,該系統(tǒng)完成第一階段試驗任務(wù),包括網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、測驗等。1993年9月,嘉興GSM網(wǎng)絡(luò)正式向公眾開放使用,這是我國第一套GSM移動通信系統(tǒng)。我國自從1992年在嘉興建立和開通第一個GSM演示系統(tǒng),并于1993年9月正式開放業(yè)務(wù)以來,全國各地的移動通信系統(tǒng)中大多采用GSM系統(tǒng),使得GSM系統(tǒng)成為90年代我國最成熟和市場占有量最大的一種數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。
盡管 2G 技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善,但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大,頻率資源己接近枯竭,語音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)通信速率太低,無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務(wù)的需求。
突破
在G S M 剛投入使用的1992年,歐盟委員會就著手布署3G 的研究, 1996 年歐洲成立通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)論壇專注于協(xié)調(diào)歐洲3G 的標(biāo)準(zhǔn)研究,1997年,國際電信聯(lián)盟開始征集3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時的信產(chǎn)部在北京西北角的香山舉行一次專家研討會,內(nèi)部討論決定要不要向國際電聯(lián)提交中國的技術(shù)方案,畢竟1G和2G都是別人的。
大部分人都反對,認(rèn)為這是西方人玩得把戲,而且國內(nèi)沒有半點技術(shù)積累,別說要成為全球標(biāo)準(zhǔn),就是單那幾百頁的英文文本,連開頭都不知道怎么寫。
但從長遠(yuǎn)來看,增加話語權(quán)確實應(yīng)該做,否則未來局面會變得非常被動。最后,信產(chǎn)部領(lǐng)導(dǎo)一錘定音:“中國發(fā)展移動通信事業(yè)不能永遠(yuǎn)靠國外的技術(shù),總得有個第一次。第一次可能不會成功,但會留下寶貴的經(jīng)驗。我支持他們把TD-SCDMA提到國際上去。如果真失敗了,我們也看作是一次勝利,一次中國人敢于創(chuàng)新的嘗試,也為國家作出了貢獻(xiàn)。信息產(chǎn)業(yè)部認(rèn)為能搞出來最好,搞不出來至少也積累了一些與國際對手打交道的經(jīng)驗,甚至還能讓國外降低點專利費。”
TD-SCDMA
這個事得到了當(dāng)時的郵電部科技司司長周寰和電信科學(xué)技術(shù)研究院副院長李世鶴的支持,周寰讓李世鶴在3個月時間內(nèi)主持標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工作,拿出一個基于SCDMA的技術(shù)框架。李世鶴曾在美國讀博士,回國后曾在郵電部的研究所,還專門引進(jìn)了兩位智能天線的華人科學(xué)家。牽頭的企業(yè)最后落到了郵電部旗下的大唐電信頭上。光靠大唐電信憑空造一個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出來并不現(xiàn)實,大唐電信選擇了與歐洲的西門子合作,甚至還專門用自己研發(fā)的智能天線技術(shù)解決了很多西門子無法解決的問題。
1998年6月,終于在日期截止前,大唐電信向電信聯(lián)盟提交了TD-SCDMA通信標(biāo)準(zhǔn),李世鶴開始了一場充滿艱辛的征途。中國一直希望發(fā)展自己的電信標(biāo)準(zhǔn),一來電信事關(guān)國家信息安全,二來是利益考量,國外主導(dǎo)了標(biāo)準(zhǔn)制定,也幾乎壟斷了專利,國內(nèi)需要付出高昂的代價。老一輩電信人就是在這種心態(tài)下開始了參與到國際標(biāo)準(zhǔn)的制定中。
當(dāng)時在3G標(biāo)準(zhǔn)上,歐美勢均力敵,互不相讓,誰也不服誰。這里不僅關(guān)乎歐羅巴和美利堅的面子,背后是諸多利益的紛爭。但美歐包括日韓在內(nèi)的若干方案遭淘汰,年輕的TD-SCDMA也遭排斥。
周寰求助信產(chǎn)部給各外企駐中國機構(gòu)發(fā)函。終于,在2000年5月,國際電聯(lián)投票,大唐電信提出的TD-SCDMA正式被采納為國際3G標(biāo)準(zhǔn),和歐洲提出的WCDMA、美國提出的CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)共同列為3G的三大標(biāo)準(zhǔn)。被納入國際標(biāo)準(zhǔn),只不過是拿到了一張“準(zhǔn)生證”,而更長更難的路是讓這個技術(shù)在現(xiàn)實中得到廣泛應(yīng)用。
轉(zhuǎn)折發(fā)生在2005年。
時任大唐集團董事長周寰找到了當(dāng)時的中國科學(xué)院院長、中國工程院院長、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主席等重量級科學(xué)家,請他們聯(lián)名上書政府相關(guān)部門,支持中國“自主創(chuàng)新”的TD-SCDMA。在當(dāng)時舉國提倡自主創(chuàng)新的氛圍里,國內(nèi)三大科研機構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)名上書,引起了決策層的重視。高層批示:此事重大,關(guān)系到我國移動通信的發(fā)展方向。這被解讀為中國要“舉全國之力”搞好TD-SCDMA。一旦成為了國家意志,一切都不一樣了。
2006年1月,新世紀(jì)的首次全國科技大會召開,TD-SCDMA與神州五號載人飛船、水稻超高產(chǎn)育種等一起,被列為“十五”期間自主創(chuàng)新取得的最具代表性的重大科技成就。之后不到兩個星期,TD-SCDMA被明確定為中國3G通信標(biāo)準(zhǔn)。再接下來開展規(guī)模試驗、劃撥研發(fā)基金、進(jìn)行友好用戶體驗等,TD-SCDMA的商用化進(jìn)程明顯加快。
2006年3月,TD-SCDMA在廈門、保定、青島三市開始規(guī)模試驗,真正由實驗室走向市場應(yīng)用。但是,一旦開始了試驗,TD-SCDMA的各種問題就暴露出來了。運營商更加失去了對TD-SCDMA的信心。盡管有高層表態(tài),各大運營商仍然左躲右閃,希望避免被選中建網(wǎng)。
原來是打算讓鐵通來建TD-SCDMA網(wǎng)的,后來考慮到鐵通實在沒有這個實力,就作罷了。然后,就盯上了三大運營商。到底是大家一起用還是單獨給某家運營商使用?如果每家運營商都有兩種方案,腳踏兩只船的后果肯定是剛出生的TD被冷落。2009年1月7日,工信部為中國移動、中國電信和中國聯(lián)通發(fā)放3G牌照,工信部把TD給了實力最雄厚的中國移動。
歷史選中了中國移動,盡管移動心里是十萬只羊駝飛馳而過。因為TD技術(shù)不成熟,產(chǎn)業(yè)鏈更不完善,算不上主流,時任移動董事長王曉初曾三番兩次對外表態(tài),希望采用WCDMA,TD作為補充。當(dāng)時北京即將辦奧運,但北京的3G網(wǎng)絡(luò)測試卻非常緩慢。李世鶴發(fā)現(xiàn),在上海時3G信號都很好,一到北京卻差得要命。李世鶴很不爽,“在有成功可能性的時候,難道不應(yīng)該對自己的技術(shù)有一些感情嗎?”他是個性格直爽的人,敢怒敢言,經(jīng)常跑到領(lǐng)導(dǎo)辦公室拍桌子。
但每一個偉大的開始都是舉步維艱,血淚鋪路,TD標(biāo)準(zhǔn)也一度面臨流產(chǎn)的尷尬境地。甚至在3G牌照發(fā)放前夜,生產(chǎn)TD芯片的合資公司凱明宣布倒閉。這是一家由17家中外著名公司合資的企業(yè),6年時間投資了兩個億,但TD產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢,投資遲遲不見回報,17個股東意見不一,最終在紛爭中落幕。
政府是從國家利益和自主創(chuàng)新的角度去考量。有條件要上,沒有條件創(chuàng)造條件也得上,中國移動就這樣成了全宇宙運營TD網(wǎng)絡(luò)的運營商,扛起自主創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化的大旗。
作為我國自主創(chuàng)新的3G通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),TD-SCDMA無論在研發(fā)時間、技術(shù)成熟度還是產(chǎn)業(yè)鏈支撐上都不如WCDMA和CDMA2000。但是在中國移動的強有利推廣下,還是完成了逆襲。中國移動花在TD-SCDMA上花了接近2000億元,如果當(dāng)時移動沒有用TD-SCDMA,而是用WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的化,差不多只要花1000億,然后很多人質(zhì)疑這個2000億值不值得。
其實是值得的,因為TD-SCDMA運營、終端、芯片、系統(tǒng)設(shè)備等產(chǎn)業(yè)各方直接拉動GDP612億元,間接帶動國民經(jīng)濟其他行業(yè)GDP1768億元,創(chuàng)造就業(yè)崗位超過40萬個。有些事情是不能以經(jīng)濟價值來衡量的,這是中國在世界通信領(lǐng)域的發(fā)聲,無論賺錢不賺錢都要做的。TD標(biāo)志著我國在世界通信領(lǐng)域的一次重大發(fā)聲,中國實現(xiàn)了通信史上“零的突破”。
并跑
4G 是第四代移動通信及其技術(shù)的簡稱,4G是目前人們正在使用的通信技術(shù)。是集3G 與W LA N(無線局域網(wǎng))于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。講4G之前要說一下WiMax技術(shù)。
WiMAX,就是Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access,全球微波互聯(lián)接入。由IEEE(電氣電子工程師協(xié)會) 提出的寬帶無線接入技術(shù),是IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)系列的總稱,可能不懂,WiFI(無線局域網(wǎng))是802.11 ,WiMAX簡單一點說就是增強版WiFI。WiMax采用OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,正交頻分復(fù)用)+MIMO(Multi-Input &Multi-Output,多輸入多輸出)技術(shù),解決了多徑干擾,提升了頻譜效率,大幅地增加系統(tǒng)吞吐量及傳送距離。WiMAX要做的是3G三大標(biāo)準(zhǔn)做的事情,甚至WiMax聯(lián)盟認(rèn)為,“ WiMax”可取代GSM和CDMA等蜂窩電話技術(shù),或者用作容量補充。
WiMAX
為什么有這樣的底氣呢?因為WiMAX由一眾IT大廠英特爾、北電支持,技術(shù)、前景、產(chǎn)品,什么都有。英特爾更是聲明WiMAX芯片價格是傳統(tǒng)3G芯片的十分之一。美國上下也全力支持WiMAX發(fā)展。WiMAX發(fā)展的如火如荼,算是IT對CT的入侵。
WiMAX這么火爆,然后3GPP(3G標(biāo)準(zhǔn)制定者)老大哥就感覺到危險了,就覺得要弄個新標(biāo)準(zhǔn)和WiMAX競爭,于是在2004年12月,3GPP正式設(shè)立了LTE項目(Long Term Evolution,長期演進(jìn)),值得一提的是,LTE系統(tǒng)也引入了OFDM和MIMO(Multi-Input &Multi-Output,多輸入多輸出)等關(guān)鍵技術(shù),顯著增加了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率(20M帶寬2X2MIMO在64QAM情況下,理論下行最大傳輸速率為201Mbps。與ITU提出的4G技術(shù)要求相當(dāng),因此后面歐美、日韓等國企業(yè)商業(yè)運營的時候,直接將LTE稱為4G技術(shù)。整個移動通信行業(yè)變成雙雄爭霸,LTE VS WiMAX 。
慶幸的是LTE和WiMAX 兩大陣營里面,我國自主知識產(chǎn)權(quán)的TDD技術(shù)成為兩大陣營角逐的一個交匯點,不幸的是擴張迅速擠壓了我國TDD技術(shù)演進(jìn)的上升空間。3G時代,全球?qū)拵б苿油ㄐ虐現(xiàn)DD和TDD兩種制式,我國TD-SCDMA屬于TDD制式,美國主導(dǎo)的WiMAX也是TDD制式,然后歐洲的3GPP主導(dǎo)的LTE中規(guī)劃了LTE FDD 和 LTE TDD 兩種制式。
能否正確認(rèn)識并把握全球重大技術(shù)機遇,將直接影響我國通信行業(yè)未來十年甚至更長遠(yuǎn)的發(fā)展格局。當(dāng)年是選擇GSM還是選擇CDMA的抉擇如此,現(xiàn)在選擇LTE 還是 WiMAX亦是如此。
美國那邊英特爾到處游說WiMAX的優(yōu)點好處,然后到中國,當(dāng)時我國正在艱苦推進(jìn)TD-SCDMA,如果在WiMAX網(wǎng)絡(luò)的802.16標(biāo)準(zhǔn)中加入TD-SCDMA核心技術(shù),實現(xiàn)802.16與TD-SCDMA的兼容,無疑也是一個選擇。英特爾高管來中國和信息產(chǎn)業(yè)部談合作,然后所有都好談,就802.16m標(biāo)準(zhǔn)中的一項建議成為雙方合作的一大障礙,“實現(xiàn)802.16m對802.16e的雙向兼容”,這項提議直接切斷了TD-SCDMA向WiMAX技術(shù)演進(jìn)的可能??萍妓咎岢觯绻麆h除該建議,那么中國歡迎英特爾在中國使用TD-SCDMA的頻段建設(shè)WiMAX,經(jīng)過深入溝通,雙方達(dá)成初步共識。
但是在美國舊金山召開的IEEE會議上,卻給中國專家澆了一盆冷水。會上,我國的提議,除了英特爾工程師支持外,無人響應(yīng),這意味著,WiMAX聯(lián)盟否定了我國的建議。雖然這個不成功,但中國此后還是頻繁派人到美國談判,溝通看能不能把TD-SCDMA納入WiMAX標(biāo)準(zhǔn)。最終還是沒有如愿。塞翁失馬焉知非福,慶幸沒有走選WiMAX,從2008年12月開始,WiMAX陣營的成員感到WiMAX沒有希望,紛紛倒戈投向LTE陣營,加拿大的北電也因選擇錯誤斷送了最后一滴血。
雖然一邊和WiMAX談判,另一方面也沒有閑著,我國從未放棄與LTE陣營的合作,2007年,主導(dǎo)LTE標(biāo)準(zhǔn)的愛立信公司向中國伸出橄欖枝,同意支持TD 4G方案成為 LTE TDD的唯一方案。后面的故事,想必大家都知道了。
2013年12月4日,中國政府正式向國內(nèi)三大運營商頒發(fā)了4G牌照,均為TD-LTE制式。2014年年末,我國正式進(jìn)入4G時代。2017年9月,工信部統(tǒng)計我國4G使用人數(shù)接近9.5億人,在移動電話用戶中所占比例超過了67%,超過了國外發(fā)達(dá)國家的平均水平。
4G 通信技術(shù)并沒有脫離以前的通信技術(shù),而是以傳統(tǒng)通信技術(shù)為基礎(chǔ),并利用了一些新的通信技術(shù),來不斷提高無線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能。與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比,4G 通信技術(shù)最明顯的優(yōu)勢在于通話質(zhì)量及數(shù)據(jù)通信速度。數(shù)據(jù)通信速度的高速化的確是一個很大優(yōu)點。
根據(jù)國際電信聯(lián)盟的定義,4G 技術(shù)可以允許用戶在靜止或步行狀態(tài)下的傳輸速率達(dá)到每秒1000M bit(兆比特),在乘坐汽車或火車等高速移動狀態(tài)下可以達(dá)到每秒100M bit。而3G 技術(shù)的速率通常只有每秒幾M bit。2G時代GSM 的上網(wǎng)速率只有9.6kbps的訪問速度,改良后的GPRS(2.5G )擁有171.2kbps的訪問速度,只能實現(xiàn)瀏覽網(wǎng)頁,讀書等低流量應(yīng)用。而1G時代則只能滿足通話的需求。
4G網(wǎng)絡(luò)與3G網(wǎng)絡(luò)相比傳輸速度提高了約50倍,視頻圖像的傳輸效果可比擬高清電視。現(xiàn)階段雖然4G技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用,但是仍存在一些問題,舉例來說,缺乏統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn),各個移動通信系統(tǒng)彼此干擾,互不相融;信號容易被較大的建筑物所遮擋等等??茖W(xué)家們也在致力于研發(fā)更為先進(jìn)的通信技術(shù)——5G。
4G 有兩個制式:FDD-LTE和TD-LTE。二者在技術(shù)上并沒有太多差別,F(xiàn)D D-LTE適合廣度覆蓋,TD -LTE適合室內(nèi)覆蓋、室外擴容。其中TD-LTE由中國主導(dǎo)。 4G時代,中國與世界巨頭并肩而行。
領(lǐng)先
5G自帶流量,每天新聞都是5G,因為5G,世界頭號強國調(diào)動國家機器打壓一家企業(yè)。為什么是5G?為什么要5G?
移動通信下一個時代屬于5G,在此之前,各國通信組織都為推進(jìn) 5G 技術(shù)的研發(fā)積極準(zhǔn)備著。2013 年中旬,韓國三星公司成功開發(fā)出 5G 的核心技術(shù),該技術(shù)可實現(xiàn) 2km 的遠(yuǎn)程傳輸,以及 1Gbps 及以上的傳輸速率。2015 年中旬,國際電信聯(lián)盟 ITU 將 5G 技術(shù)正式命名為 IMT-2020,并公布了 5G 標(biāo)準(zhǔn)化的時間安排。
我國政府非常重視 5G的建設(shè),早在2013年2月,工信部就在IMT-Advanced 基礎(chǔ)上率先成立了IMT-2020 推進(jìn)組,推進(jìn)組的宗旨是:推進(jìn)我國 5G技術(shù)的研發(fā),讓我國 5G技術(shù)成為國際標(biāo)準(zhǔn),明確5G發(fā)展前景、業(yè)務(wù)、頻譜與技術(shù)需求;研究5G主要技術(shù)的發(fā)展方向及使能技術(shù),形成5G移動通信技術(shù)框架;協(xié)同“產(chǎn)學(xué)研用”各方力量,積極融入國際5G發(fā)展進(jìn)程。國家863計劃于2014年1月、2015年1月先后啟動5G移動通信系統(tǒng)先期研究重大項目一期和二期研究。
5G之花
2015年10月,在瑞士日內(nèi)瓦召開的ITU2015年無線電通信全會,我國提出的“5G之花”中,9個技術(shù)指標(biāo)有8個在此次大會上被ITU采納。此后,我國通信企業(yè)提出的靈活系統(tǒng)設(shè)計、極化碼、大規(guī)模天線等關(guān)鍵技術(shù)成為國際標(biāo)準(zhǔn)的重點內(nèi)容,我國技術(shù)專家在ITU、3GPP等國際標(biāo)準(zhǔn)組織擔(dān)任多個重要職務(wù),并主持關(guān)鍵項目相關(guān)工作。
2015 年 11 月,中國移動主持完成了《ITU5G 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指導(dǎo)建議書》的編寫工作,該建議書為5G的組網(wǎng)方案和核心技術(shù)提供了可靠依據(jù)。2016 年年初,我國工信部召開了“5G 技術(shù)研發(fā)試驗”啟動會,標(biāo)志著我國 5G 技術(shù)進(jìn)入到了發(fā)展的關(guān)鍵時刻。2017 年年初,3GPP 組織公布了 5G 的官方標(biāo)識,并制定了標(biāo)識的使用規(guī)范和權(quán)限。
另一方面,美國已經(jīng)嘗到了4G的甜頭(蘋果公司IOS系統(tǒng)、谷歌公司安卓系統(tǒng)、高通驍龍芯片);想在5G復(fù)制4G的優(yōu)勢,積極在國內(nèi)部署5G、投入5G研究的同時,美國也一直無法忽略中國通信企業(yè)在5G專利領(lǐng)域越來越多的話語權(quán)。2018年1月,美國國家安全委員會流出文件《Secure 5G—The Eisenhower National Highway System For Information Age》,內(nèi)容提到,5G要連接各行各業(yè),直接影響整個國家的經(jīng)濟、政治和安全。美國要保持全球領(lǐng)導(dǎo)地位,必須在三年內(nèi)建成一張安全可靠的5G網(wǎng)絡(luò)。該文件引起多國的關(guān)注,顯示美國已經(jīng)把5G上升為關(guān)乎國家安全的戰(zhàn)略地位。
中興華為
隨后美國開始調(diào)動國家機器打壓中國企業(yè)。2018年,美國制裁中興通訊,2019年,美國制裁華為。特朗普政府禁止美國建設(shè)5G時使用華為和中興等中國科技公司的設(shè)備,原因是擔(dān)心危機國家安全,這些都從某種方面反映了美國對5G競爭的焦慮。
盡管阻撓重重,但是中國還是走在前沿。在5G領(lǐng)域,華為為其標(biāo)準(zhǔn)和商用做出了重大貢獻(xiàn),甚至一度被看作中國引領(lǐng)5G技術(shù)發(fā)展的標(biāo)兵和國人的驕傲,華為推進(jìn)的NB-IOT因為超強覆蓋、超低功耗、超低成本和超大連接的特性,特別適合物與物之間的溝通需求,該標(biāo)準(zhǔn)也被看作是5G商用的前奏和基礎(chǔ)技術(shù)。
華為主推的PolarCode(極化碼)方案被國際無線標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)3GPP,確定為5G eMBB(增強移動寬帶)場景的控制信道編碼方案。在5G eMBB場景上,雖然數(shù)據(jù)信道的上行和下行短碼方案歸屬高通的LDPC碼,但華為Polar成為了控制信道上行和下行的編碼方案。
Massive MINO 技術(shù)是5G定義的空中接口技術(shù),可極大擴展設(shè)備連接和數(shù)據(jù)吞吐量,使單基站能夠容納更多的用戶連接,解決運營商面臨的站址緊張、深度覆蓋難等問題。華為和中興是Massive MINO技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,可以實現(xiàn)128天線陣列64T64R(64發(fā),64收),在該領(lǐng)域領(lǐng)先其他企業(yè)兩年左右。
華為自2009年開始著手5G研究,已累計投入超過150億元用于5G技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā),目前已具備從芯片、產(chǎn)品到系統(tǒng)組網(wǎng)全面領(lǐng)先的5G能力,是目前全球屈指可數(shù)的、能夠提供端到端5G商用解決方案的通信企業(yè)。截止2018年底,華為共向3GPP提交5G標(biāo)準(zhǔn)提案18000多篇,標(biāo)準(zhǔn)提案及通過數(shù)高居全球首位,向ETSI聲明5G基本專利2570族,持續(xù)排名業(yè)界第一。
中興聚焦以5G為核心的技術(shù)領(lǐng)域,5G專利申請超過3500件,截至2019年6月15日向ETSI披露3GPP 5G SEP超過1420族,在5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的重要國際標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP中,多個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)報告人都來自中興。
2019年4月,德國專利數(shù)據(jù)公司IPlytics發(fā)布最新5G專利報告。這份名為 《誰在5G專利競賽中領(lǐng)先?》的報告指出:截至2019年4月,中國企業(yè)申請的5G通訊系統(tǒng)SEPs件數(shù)排在全球第一,占比34%,而華為,位列企業(yè)第一,擁有15%的SEPs。SEP,Standards-EssentialPatents,即標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵專利,也叫標(biāo)準(zhǔn)必要專利。擁有SEP的企業(yè)優(yōu)勢非常明顯,主要表現(xiàn)在三方面:
1)擁有SEPs的企業(yè)可收取專利費,創(chuàng)造龐大財源。
2)擁有SEPs的企業(yè)能更低成本的打造5G基站、手機等設(shè)備,更低成本的建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
3)如果企業(yè)擁有SEPs數(shù)量多,重要性高,還能通過交叉授權(quán),免費使用對手的技術(shù)。
報告主要內(nèi)容如下:
1) 過去4年來,全球5G SEPs件數(shù)逐年急劇增加,截至2019年4月全球5G SEPs達(dá)6萬多件。
2)在擁有SEP專利族數(shù)量方面,全球排名前十位的企業(yè)依次是:華為(中國)、諾基亞(芬蘭)、三星(韓國)、LG(韓國)、中興通訊(中國)、高通(美國)、愛立信(瑞典)、英特爾(美國)、中國電信科學(xué)技術(shù)研究院(中國)、夏普(日本)。
3)報告指出,衡量5G標(biāo)準(zhǔn)貢獻(xiàn)的另一項指標(biāo)是每家公司派遣的標(biāo)準(zhǔn)工程師出席標(biāo)準(zhǔn)會議的人數(shù)和頻率,因為每參加一次會議前期需要進(jìn)行大量的技術(shù)研究和準(zhǔn)備。
為5G標(biāo)準(zhǔn)做出技術(shù)貢獻(xiàn)排名依次是:華為、愛立信、諾基亞、高通、三星、中興通訊、英特爾、LG、中國移動、中國電信科學(xué)技術(shù)研究院。關(guān)鍵是,在很長一段時間內(nèi),這些位次不會發(fā)生太大變化。10強里面中國占了4強。中國在全球移動通信舞臺上首次進(jìn)入領(lǐng)先者行列。 2019年6月6日,工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照,中國正式進(jìn)入5G商用元年。 5G時代,中國移動通信技術(shù)全球領(lǐng)先。
移動通信,這項技術(shù)性革命在短短幾十年間經(jīng)歷了五代,第一代的出現(xiàn)與消亡,第二代的研發(fā)與普及,第三代的探索,第四代的普及,第五代的變革。中國移動通信行業(yè)從一片空白到世界領(lǐng)先,從弱到強,攻堅克難,為經(jīng)濟社會發(fā)展做出重大貢獻(xiàn),推動著國人視野、發(fā)展觀念、產(chǎn)業(yè)實力、大眾生活乃至整個社會運行方式的改變。全文完。感謝您的耐心閱讀,方便的話請幫忙轉(zhuǎn)發(fā)分享到朋友圈或順手點個“在看”吧!
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