带你读《6G重塑世界》第一章移动通信发展概述1.2移动通信系统的发展历程（一）

1.2.1         语音通信的时代

通信需求与技术发展，是一个相互促进的过程。先进技术提供了便利，使人与人之间的联系更为紧密，同时催生了更高层次的需求；更高的需求反过来推动了技术的进一步发展。从移动通信传递的信息内容来看，从最初的语音、文字，到高质量音频、图像、邮件等中等数据量业务，再到视频和丰富多彩的互联网业务，以及用户可以随时随地产生大量信息的社交网络等新型媒体，对移动通信数据量的要求在以“指数速度”提高。

与服务需求相对应，移动通信技术的发展，也经历了几个主要的阶段，一般习惯于用“代”进行区分，基本延续了十年一代的发展规律。移动通信系统的发展历程如图 1-1 所示。

图 1-1移动通信系统的发展历程

迄今出现的移动通信系统主要有第一代（1G）移动通信系统、第二代（2G）移动通信系统、第三代（3G）移动通信系统、第四代（4G）移动通信系统以及第五代

（5G）移动通信系统。从通信的内容和形式的变化来看，移动通信系统的发展又可以划分为 4 个阶段：沟通泛在、信息泛在、感知泛在和智慧泛在。1G主要实现了从无到有的沟通泛在，也就是可以在移动中进行语音的通信；2G解决的是语音通信的质量和普遍性问题，使得移动通信在全球大规模应用，同时也开启了短信这种非实时沟通模式；3G进一步提升了通信的容量，同时促进了宽带通信的萌芽，特别是在3G的后期，随着智能手机的出现，高速移动数据通信成为迫切的需求；4G解决了高速移动数据通信的问题，在通信的质量、容量和效率上取得了巨大的进步，同时在后期也触发了物联网的应用需求，带来了信息消费的空前繁荣；5G将移动通信的范畴进行了前所未有的拓展，希望实现万物互联，涵盖了增强型移动宽带（enhancedMobile Broadband，eMBB）、超可靠低时延通信（ultra-Reliability andultraLow-LatencyCommunication，uRLLC）和大规模机器型通信（massive Machine Type Communi-cation，mMTC）等典型应用场景，努力将人类的感知能力延伸到万事万物，实现万物互联。

随着5G的发展，5G必将加速与云计算、大数据、人工智能（AI）、边缘计算的结合，实现网络的定制化、能力的开放化、数据的价值化和服务的智能化，带来信息泛在和感知泛在，加速整个社会走向数字化。

6G的目标则是进一步推动整个社会的数字化，全面走向数字孪生，通过无处不在的智能，全面赋能整个社会的智能化，极大提升整个社会运行和治理的效率，提升人们的生活、工作和生产的效率和质量，从而实现人类对自我的解放。为此，6G网络需要具备按需服务、至简、柔性、智慧内生、安全内生和数字孪生的特征。

最早的语音通信出现在第二次世界大战的军事通信中，但由于成本高昂、体积庞大，并没有应用于民用领域。1976年，美国摩托罗拉公司的工程师马丁·库珀首先制造出第一个移动电话。同年，世界无线电通信大会批准了 800/900MHz频段用于移动电话的频率分配方案。在此之后一直到20世纪 80年代中期，许多国家都开始建设基于频分多址（FrequencyDivisionMultipleAccess，FDMA）技术和模拟调制技术的第一代移动通信系统。

1978年年底，美国贝尔试验室研制成功了全球第一个移动蜂窝电话系统——先进移动电话系统（AdvancedMobilePhoneSystem，AMPS）。5年后，这套系统在芝加哥正式投入商用并迅速在全美推广，获得了巨大成功。

同一时期，欧洲各国也不甘示弱，纷纷建立起自己的第一代移动通信系统。瑞典等北欧四国在1980年研制成功了 NMT-450移动通信网并投入使用；联邦德国在1984年完成 C网络（C-Netz）；英国则于 1985年开发出频段在 900MHz的完全访问通信系统（TotalAccessCommunicationsSystem，TACS）。

在各种 1G系统中，美国发明的 AMPS 制式的移动通信系统在全球的应用最为广泛，它曾经在超过 72 个国家和地区运营，直到1997年还在一些地方使用。同时，也有近 30个国家采用英国 TACS制式的 1G系统。这两种移动通信系统是世界上最具影响力的 1G 系统。

中国的第一代模拟移动通信系统于1987年11月18日在广东第六届中华人民共和国全国运动会（全运会）上开通并正式商用，采用的是英国TACS制式。从中国电信 1987 年 11月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，用户数最多时曾达到了 660 万。如今，1G时代那像砖头一样的手持终端——大哥大，已经成为了很多人的回忆。

由于采用的是模拟技术，1G系统的容量十分有限。此外，干扰严重，安全性也存在较大的问题。1G 系统的“先天不足”，使得它无法真正大规模普及和应用，价格更是非常高，成为当时奢侈品和财富的一种象征。与此同时，不同国家的“各自为政”也使得1G的技术标准各不相同，即只有“国家标准”，没有“国际标准”，国际漫游成为一个突出的问题。这些缺点都随着 2G移动通信系统的到来得到了很大的改善。

1982年，欧洲成立了“移动专家组”（GroupeSpécialMobile，GSM，法语），负责起草和制定移动通信标准。1989年，欧洲电信标准组织（EuropeanTelecom-municationsStandardsInstitute，ETSI）正式接手了 2G标准的制定工作。1990年，第一版GSM标准制定完成并正式发布。1992年 1月，芬兰运营商 Oy Radiolinja Ab公司第一个将 GSM系统正式投入商用，这标志着 GSM系统开始正式向广大公众开放。后来，欧洲各国为了便于在全球推广这一技术标准，将GSM赋予了新的含义，即“全球移动通信系统”（GlobalSystemforMobilecommunications，GSM）。

2G发展初期，移动通信系统旨在满足更多用户的纯语音通话需求，设计者着重考虑的是如何扩大系统所能容纳的用户总量。随着技术的不断发展以及 GSM系统的逐步成熟，同时也为了满足人们对手机上网等数据业务的需求，GSM系统在后期引入了通用分组无线服务（GeneralPacketRadioService，GPRS）技术和 GSM增强数据速率演进（EnhancedDatarateforGSMEvolution，EDGE）技术，使用部分语音信道提供低速数据服务。

在欧洲商用 GSM系统几年之后，美国通信工业协会（TelecommunicationsIn-dustryAssociation，TIA）也正式推出了其第二代移动通信系统——窄带码分多址接入（Narrowband-CodeDivisionMultipleAccess，N-CDMA）系统，其中第一个广泛商用的标准为 IS-95-A。中国香港于 1995年正式开通了第一个商用 CDMA网络，此后美国、韩国也相继开通了 CDMA 商用网络。

除了 GSM和 CDMA（IS-95），日本的 PDC（PersonalDigitalCellular）、PHS（PersonalHandy-phoneSystem）和 美 国 的 D-AMPS（Digital-AMPSIS-54/IS-136）等系统也属于 2G移动通信系统。

截止到 2010年 9月，全球 51亿移动通信用户中，有 40亿是GSM用户，占总数的 78%1。GSM成为全球最成功的 2G移动通信系统，第一次实现了“全球通”的梦想。

GSM系统的技术在不断演进，如倍增语音容量的自适应单时隙多用户语音业务

（VoiceservicesoverAdaptiveMulti-userchannelsonOneSlot，VAMOS）、提供更高数据速率的 EGPRS以及先进接收机等技术，使 GSM这棵“老树”不断绽放出新的花朵，但是由于 3G发展速度的不断加快，这些新的技术并没有在 GSM网络中实现商业化应用。