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劃分 3g、4g和5g的界限在哪、各有何特點?

3G是一個移動通信技術的分界點,3G的官方名稱是IMT-2000。3G之前,1G、2G都是屬於地區標準,而3G是通信標準國際化的開始。

第三代移動通信系統最早由ITU(國際電聯)在1985年提出,當時的名稱是FPLMTS(未來公眾陸地移動通信系統)。而由於它的標準使用的頻譜主要是在2000Mhz附近,而且標準在2000年左右進入商業市場,所以在1996年正式更名為IMT-2000。同時,3G還是第一次引入了高速分組業務的移動通信制式。

3G的主要技術要求:

可以實現全球漫遊;

可以提供多種業務:語音、數據、視頻通話等;

能適應多種環境,可以綜合PSTN、ISDN、地面通信系統、衛星通信系統等,實現無縫覆蓋;

有足夠的容量,強大的管理能力,高的保密性能和服務質量;

3G的RTT(無線傳輸技術)要求:

高速且支持多媒體:室內環境至少2Mbps,室外低速移動高於384Kbps,室外車輛移動支持高於144Kbps,衛星環境支持9.6kbps。

傳輸速率可以按需分配;

上下行鏈路可以不對稱;

符合3G標準的三大國際標準是:我國提出的TD-SCDMA標準,歐洲提出的WCDMA標準,美國提出的CDMA2000標準。後來還有一個美國的IEEE提出的Wimax標準。

其中TD-SCDMA標準是我國第一次在國際通信業發出了自己的聲音,具有非常重大的歷史意義。WCDMA是商業化最成熟的標準,也是被全世界最廣泛部署的3G標準。Wimax在中歐聯合抵制之下夭折,是最短命的3G標準。

4G是3G技術的演進,不過就技術角度而言,4G是完全不同於3G的技術,4G的官方的名稱是IMT-Advanced。3G的三大國際標準的核心技術是CDMA,這從3G的標準的名稱也可以看到,這是由於當時的高通的首席科學家安德魯-維特比的不斷鼓吹下,當時的通信業認為CDMA是唯一可以解決同頻復用問題的辦法。

3G的三大國際標準是以CDMA、軟切換、功率控制、雷克接收機等核心技術擴展而研發出來的移動通信技術,也正是這個原因,3G時代由於高通掌握了CDMA的核心專利,可以全行業的收取專利費,這讓整個通信業當年都非常苦惱,也因此戲稱為"高通稅"。

Wimax成為第四個國際3G標準,打破了CDMA的神話,讓通信業發現了OFDMA這個技術也可以解決同頻復用,並且可以避免同頻干擾,因此開始了以OFDMA為核心的演進,也就有了3GPP羞答答的4G的初級版本--LTE(長期演進)。不過實際上LTE的第一個版本3GPP R8沒有被ITU(國際電聯)認可,國際電聯提出了更高的IMT-Advanced的標準要求,而後續的3GPP R10被認為是可以滿足這個標準的版本。同時符合這個標準的還有Wimax的後續演進的版本IEEE 802.16m。

LTE和3G最大的不同是完全的取消了電路域,全IP化網路結構,只有分組域是LTE和3G時代最大的區別。LTE的網路結構也發生了變化,無線接入網部分取消了RNC,只剩下了e-NodeB(也就是LTE的基站)。LTE第一次是支持靈活的頻譜帶寬配置,可以支持1.4M、3M、5M、10M、15M、20M多種帶寬配置。

後續演進的LTE-A引入了一系列的新技術,其中被認為是最關鍵的是 CA(載波聚合)。 LTE-A要求是可以實現1Gbps的高速下載速度,500Mbps的上傳速度,現在運營商部署的4G 網路還沒有達到這個水平。

5G是第五代移動通信技術,5G和以往的全部的移動通信制式最大的不同,就是用戶對象不同,這次主要針對"垂直行業",5G的官方名稱是IMT-2020。5G的出現是通信業個人用戶發展乏力,數據業務增量不增收,運營商收入增速放緩,上游沒水,下游的通信設備商的利潤也受到影響,在這種情況下,通信業主要就是針對垂直行業應用,試圖把傳統行業都變成自己的用戶。

為了完成這種野望,通信業提出了三大應用場景,分別是eMBB(增強型移動寬頻)、URLLC(超高可靠低時延)和mMTC(海量機器類終端通信)。

5G提出了遠高於4G的指標要求,各項指標都有很大的提升。

5G時代,還有一個不太一樣的地方,就是中國第一次可以成為了和歐洲、美國三足鼎立的一極。在3G時代完成了移動通信領域的參與,4G進行跟隨,5G時代開始可以和歐美並駕齊驅,並且已經隱隱的完成了對歐美的超越,這些也都是在5G時代來臨之際才出現的。在5G的標準立項之中,中國提出的標準立項數量遙遙領先,這也是受益於中國移動持續多年的TDD組網經驗,從TD-SCDMA到TD-LTE,再到5G主要以TDD為主,中國的TDD的堅持總算是開花結果了。

在5G的標準必要專利之中,中國的通信公司以華為為首,也佔據了大量的標準必要專利。不過,目前3GPP的5GNR標準只制定到了R15版本,主要是完成了對eMBB的支持,後續的URLLC和mMTC還需要進一步的制定,到底最終5G誰佔據更多的技術標準,鹿死誰手,暫時還沒有定論。


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