移動通信從馬可尼的無線跨洋電報到如今火熱的5G時代，已經(jīng)經(jīng)歷了5代的演進發(fā)展。

No.1 烽火狼牙——原始態(tài)的二進制通信

通信，通俗的說就是互相交流信息。人類為了信息的有效交流發(fā)明了語言。所以近距離的通信基本靠吼，遠距離的通信怎么辦呢？烽火狼煙成了傳遞信息的工具，當(dāng)然傳遞的信號只有0和1，0代表沒有敵人來侵犯，1代表邊境有戰(zhàn)爭發(fā)生。隨著狼煙的視距傳遞，戰(zhàn)爭的信號可以從邊境傳遞到京城。

但是烽火狼煙傳遞的信息受環(huán)境的影響比較大，同時無碼率也很高，周幽王時的烽火戲諸侯，就是傳遞了錯誤的信號，以至于身死國滅。

所以當(dāng)雅典戰(zhàn)勝波斯之后，為了能夠準確快速的把勝利的信息傳遞到雅典城，菲迪皮茨硬生生的跑了個馬拉松，僅僅傳遞了“勝利”兩個字，然后累死了。用一條命的代價傳遞了兩個字的信息。

人們?yōu)榱擞行У慕涣餍畔ⅲ苍眠^飛鴿傳書的方式來進行遠距離的通信，由于文字的發(fā)明，傳遞信息量有了極大的提升。但信息的安全準確依然是個挑戰(zhàn)。馬文才就截獲了梁山伯和祝英臺的鴿子，導(dǎo)致了祝英臺的身死化蝶。

No.2 電報和電話——人類第一次利用電來傳遞信號

人們對于通信的追求一直沒有變，如何能夠快速，有效的傳遞信息，這成了無數(shù)學(xué)者追求的夢想。

1832年,美國畫家莫爾斯(1791-1872)乘郵輪返回美國,旅途中他結(jié)識了一個叫杰克遜的電學(xué)博士。杰克遜向他介紹了電磁知識,莫爾斯完全被電迷住了。他想:“電能夠在一瞬間傳到千里之外,加上電磁鐵在有電和沒電時都能做出不同的反應(yīng),利用它的這種特性不就可以傳遞信息了嗎?”于是,莫爾斯決定放棄繪畫,發(fā)明一種用電傳信的方法—電報。他為每一個英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字設(shè)計出代表符號,這些代表符號由不同的 點、橫線和空白組成,這就是電信史上最早的編碼,后人稱它為“摩爾斯電碼”。有時候跨學(xué)科，跨專業(yè)發(fā)展史多么的重要。

1837年,莫爾斯制造出一臺電報機,但它的有效工作距離僅為500米。后來他又對電報機進行了改進,為了在實踐中檢驗電報機的性能,莫爾斯請美國國會資助,在華盛頓與巴爾的摩之間架設(shè)了一條長約64千米的線路。1844年5月24日,在華盛頓國會大廈聯(lián)邦最高法院會議廳里,開始進行電報收發(fā)試驗。莫爾斯在預(yù)先約定的時間向巴爾的摩發(fā)出了人類歷史上第一份電報。

電報的發(fā)明，把人們想要傳遞的信息以每秒30萬公里的速度傳向遠方。這是人類信息史上劃時代的創(chuàng)舉。但久而久之，人們又有點不滿足了。因為發(fā)一份電報，需要先擬好電報稿，然后再譯成電碼，交報務(wù)員發(fā)送出去；對方報務(wù)員收到報文后，得先把電碼譯成文字，然后投送給收報人。這不僅手續(xù)繁多，而且不能及時地進行雙向信息交流；要得到對方的回電，還需要等較長的時間。

人們對電報的不滿，促使科學(xué)家們開始新的探索。

最早提出遠距離傳送話筒接力傳送信息的建議。雖然這種方法不太切合實際，但休斯為這種通話方式所取的名字——“電話”，卻一直沿用至今。

19世紀30年代之后，人們開始探索用電磁現(xiàn)象來傳送音樂和話音的方法，其中最有成就的要算是貝爾和格雷了。

亞歷山大·格雷厄姆·貝爾，1847年生于英國蘇格蘭，他的祖父親畢生都從事聾啞人的教育事業(yè)，由于家庭的影響，他從小就對聲學(xué)和語言學(xué)有濃厚的興趣。開始，他的興趣是在研究電報上。有一次，當(dāng)他在做電報實驗時，偶然發(fā)現(xiàn)了一塊鐵片在磁鐵前振動會發(fā)出微弱聲音的現(xiàn)象，而且他還發(fā)現(xiàn)這種聲音能通過導(dǎo)線傳向遠方。這給貝爾以很大的啟發(fā)。他想，如果對著鐵片講話，不也可以引起鐵片的振動嗎?這就是貝爾關(guān)于電話的最初構(gòu)想。

貝爾發(fā)明電話的努力得到了當(dāng)時美國著名的物理學(xué)家約瑟夫·亨利的鼓勵。亨利對他說：“你有一個偉大發(fā)明的設(shè)想，干吧！”當(dāng)貝爾說到自己缺乏電學(xué)知識時，亨利說：“學(xué)吧”。

在亨利的鼓舞下，貝爾開始了實驗，一次不小心把瓶內(nèi)的硫酸濺到了自己的腿上，他疼痛得喊叫起來：“沃森先生，快來幫我??！”

想不到，這一句極普通的話，竟成了人類通過電話傳送的第一句話音。正在另一個房間工作的貝爾先生的助手沃森，是第一個從電話里聽到電話聲音的人。貝爾在得知自己試驗的電話已經(jīng)能夠傳送聲音時，熱淚盈眶。當(dāng)天晚上，他寫給母親的信中預(yù)言：“朋友們各自留在家里，不用出門也能互相交談的日子就要到來了！”

從此，人類進入了有線通信時代，有線電話也逐漸的走進了千家萬戶。知道現(xiàn)在，有線電話任然是很多人日常離不開的通信方式。

No.3 電磁波——助力通信無線夢

在《重走電磁之路——發(fā)現(xiàn)電磁波》中，我們重新學(xué)習(xí)了電磁波的發(fā)現(xiàn)歷程——從奧斯特的線圈實驗，到法拉第的電磁感應(yīng)，從麥克斯韋的偉大預(yù)測到赫茲的電火花通信——電磁波，作為信息的最有效載體，逐漸被人們發(fā)現(xiàn)并利用。

1894年年滿二十歲的馬可尼了解到海因利?！ず掌潕啄昵八龅膶嶒?，這些實驗清楚地表明了不可見的電磁波是存在的，這種電磁波以光速在空中傳播。

馬可尼很快就想到可以利用這種波向遠距離發(fā)送信號而又不需要線路，這就使電報完成不了的許多通信有了可能。例如利用這種手段可以把信息傳送到海上航行的船只。

馬可尼經(jīng)過一年的努力，于1895年成功地發(fā)明了一種工作裝置，1896年他在英國做了該裝置的演示試驗，首次獲得了這項發(fā)明的專利權(quán)。馬可尼立即成立了一個公司，1898年第一次發(fā)射了無線電。翌年他發(fā)送的無線電信號穿過了英吉利海峽。雖然馬可尼最重要的專利權(quán)是在1900年授予的，但是他不斷地改進自己的發(fā)明，從中獲得了許多專利權(quán)。1901年他發(fā)射的無線電信息成功地穿越大西洋，從英格蘭傳到加拿大的紐芬蘭省。

這項發(fā)明的重要性在一次事故中戲劇性地顯示出來了。那是1909年共和國號汽船由于碰撞遭到毀壞而沉入海底，這時無線電信息起了作用，除六個人外所有的人員全部得救。同年馬可尼因其發(fā)明而獲得諾貝爾獎。翌年他發(fā)射的無線電信息成功地穿越六千英里的距離，從愛爾蘭傳到阿根廷。

所有這些信息都是利用莫爾斯電碼的虛線系統(tǒng)發(fā)射的。當(dāng)時就已經(jīng)知道聲音也可以用無線電傳播，但是這大約在1915年才得以實現(xiàn)，用于商業(yè)的無線電廣播在20世紀30年代初期才剛剛開始，但是它的普及和意義隨后則迅速地增長。

無線電技術(shù)就是利用無線電波傳輸信息的通信方式。能傳輸聲音、文字、數(shù)據(jù)和圖像等。與有線電通信相比，不需要架設(shè)傳輸線路，不受通信距離限制，機動性好，建立迅速；但傳輸質(zhì)量不穩(wěn)定，信號易受干擾或易被截獲，保密性差。

人類發(fā)明了電報和電話后，信息傳播的速度不知比以往快了多少倍。電報、電話的出現(xiàn)縮短了各大陸、各國家人民之間的距離感。但是，當(dāng)初的電報、電話都是靠電流在導(dǎo)線內(nèi)傳輸信號的，這使通信受到很大的局限。譬如，要通信首先要有線路，而架設(shè)線路受到客觀條件的限制。高山、大河、海洋均給線路的建造和維護帶來很大的困難。況且，極需要通信聯(lián)絡(luò)的海上船舶，以及后來發(fā)明的飛機，因它們都是會移動的交通工具，所以是無法用有線方式與地面人們聯(lián)絡(luò)。19世紀發(fā)明的無線電通訊技術(shù)，使通信擺脫了依賴導(dǎo)線的方式，是通信技術(shù)上的一次飛躍，也是人類科技史上的一個重要成就。

然后移動通信慢慢發(fā)展到真正的無線時代！

No.4? 從1G到6G

1G：模擬時代

1G表示第一代移動通訊技術(shù)，以模擬技術(shù)為基礎(chǔ)的蜂窩無線電話系統(tǒng)，如現(xiàn)在已經(jīng)淘汰的模擬移動網(wǎng)。1G無線系統(tǒng)在設(shè)計上只能傳輸語音流量，并受到網(wǎng)絡(luò)容量的限制。1G時代的街上隨處可見公共電話亭以及等著打電話的人，大家腰帶上都別著BB機。當(dāng)然有錢人的標(biāo)配是腰里的大哥大。 ?

2G：數(shù)字時代 2G，是第二代手機通信技術(shù)規(guī)格的簡稱，一般定義為無法直接傳送如電子郵件、軟件等資訊；只具有通話、和一些如時間日期等傳送的手機通信技術(shù)規(guī)格。不過手機短信SMS （Short message service）在2G的某些規(guī)格中能夠被執(zhí)行。 2G在美國通常被稱為PCS（Personal Communications Service）。 2G技術(shù)基本可被切為兩種，一種是基于TDMA所發(fā)展出來的以GSM為代表，另一種則是基于CDMA規(guī)格所發(fā)展出來的CDMAOne，復(fù)用（Multiplexing）形式的一種。

主要的第二代手機通信技術(shù)規(guī)格標(biāo)準有： GSM：基于TDMA所發(fā)展、源于歐洲、目前已全球化。 IS-95（也叫做CDMA One）：基于CDMA所發(fā)展、是美國最簡單的 CDMA系統(tǒng)、用于美洲和亞洲一些國家。 IS-136（也叫做D-AMPS）：基于TDMA所發(fā)展，是美國最簡單的 TDMA系統(tǒng)，用于美洲。 IDEN：基于TDMA所發(fā)展、美國獨有的系統(tǒng)。被美國電信系統(tǒng)商Nextell使用。 PDC（Personal Digital Cellular）：基于TDMA所發(fā)展，僅在日本普及。

? 3G：寬帶時代

所謂第三代移動通信技術(shù)，即3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與第一代移動通信技術(shù)（即 1G）與第二代數(shù)字手機通信技術(shù)（即 2G）相比，3G 手機主要是將無線通信和國際互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)全面結(jié)合，以此形成一種全新的移動通信系統(tǒng)。這種移動技術(shù)可以處理圖像、音樂等媒體形式，除此之外，也包含了電話會議等一些商務(wù)功能。為了支持以上所述功能，無線網(wǎng)絡(luò)可以對不同數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣冗M行充分的支持，即無論是在室內(nèi)、外，還是在行車的環(huán)境下，都可以提供最少為2Mbps、384kbps與144kbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。

第三代移動通信技術(shù)(3G)，3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是該領(lǐng)域發(fā)展的必然。3G對移動通信技術(shù)標(biāo)準做出了定義，使用較高的頻帶和CDMA技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)進行相關(guān)技術(shù)支持，工作頻段高，主要特征是速度快、效率高、信號穩(wěn)定、成本低廉和安全性能好等，和前兩代的通信技術(shù)相比最明顯的特征是3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全面支持更加多樣化的多媒體技術(shù)。

4G：智能時代

4G最大的數(shù)據(jù)傳輸速率超過100Mbit/s，這個速率是移動電話數(shù)據(jù)傳輸速率的1萬倍，也是3G移動電話速率的50倍。4G手機可以提供高性能的匯流媒體內(nèi)容，并通過ID應(yīng)用程序成為個人身份鑒定設(shè)備。它也可以接受高分辨率的電影和電視節(jié)目，從而成為合并廣播和通信的新基礎(chǔ)設(shè)施中的一個紐帶。此外，4G的無線即時連接等某些服務(wù)費用會比3G便宜。還有，4G有望集成不同模式的無線通信——從無線局域網(wǎng)和藍牙等室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、蜂窩信號、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動用戶可以自由地從一個標(biāo)準漫游到另一個標(biāo)準。 ?

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)效率和功能的。如果說3G能為人們提供一個高速傳輸?shù)臒o線通信環(huán)境的話，那么4G通信會是一種超高速無線網(wǎng)絡(luò)，一種不需要電纜的信息超級高速公路，這種新網(wǎng)絡(luò)可使電話用戶以無線及三維空間虛擬實境連線。

5G：萬物互聯(lián)時代

第五代移動通信技術(shù)（英語：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，簡稱5G或5G技術(shù)）是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)，也是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統(tǒng)之后的延伸。5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。Release-15中的5G規(guī)范的第一階段是為了適應(yīng)早期的商業(yè)部署。Release-16的第二階段將于2020年4月完成，作為IMT-2020技術(shù)的候選提交給國際電信聯(lián)盟（ITU）。ITU IMT-2020規(guī)范要求速度高達20 Gbit/s，可以實現(xiàn)寬信道帶寬和大容量MIMO。

6G：星際時代

? 6G，即第六代移動通信標(biāo)準，一個概念性無線網(wǎng)絡(luò)移動通信技術(shù)，也被稱為第六代移動通信技術(shù)。主要促進的就是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。 6G網(wǎng)絡(luò)將是一個地面無線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界。通過將衛(wèi)星通信整合到6G移動通信，實現(xiàn)全球無縫覆蓋，網(wǎng)絡(luò)信號能夠抵達任何一個偏遠的鄉(xiāng)村，讓深處山區(qū)的病人能接受遠程醫(yī)療，讓孩子們能接受遠程教育。此外，在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電信衛(wèi)星系統(tǒng)、地球圖像衛(wèi)星系統(tǒng)和6G地面網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)動支持下，地空全覆蓋網(wǎng)絡(luò)還能幫助人類預(yù)測天氣、快速應(yīng)對自然災(zāi)害等。這就是6G未來。6G通信技術(shù)不再是簡單的網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速率的突破，它更是為了縮小數(shù)字鴻溝，實現(xiàn)萬物互聯(lián)這個“終極目標(biāo)”，這便是6G的意義。 6G也不是移動通信的終點，真正的萬物互聯(lián)時代應(yīng)該會慢慢到來。讓我們拭目以待。

編輯：黃飛

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