CNET科技行者 9月13日 北京消息（文/董培欣）：自1890年特思拉（Tesla）為無(wú)線通訊奠定了理論基礎(chǔ)，被譽(yù)為無(wú)線電之父的馬可尼(Marconi) 在1894年第一次將無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)絻捎⒗锿?，移?dòng)技術(shù)給人類社會(huì)帶來(lái)極大的變革。當(dāng)移動(dòng)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合后，移動(dòng)信息技術(shù)成為信息通訊技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和各種不同類型的移動(dòng)信息終端，為人們提供了廣闊的移動(dòng)交互的空間，并已經(jīng)成為普及與流行的生活、工作方式。

移動(dòng)信息技術(shù)的爆炸性增長(zhǎng)，也推動(dòng)了企業(yè)信息化技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。在未來(lái)的服務(wù)業(yè)和新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)之中，會(huì)借助移動(dòng)信息技術(shù)產(chǎn)生什么新的技術(shù)變革？物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端、AR/VR技術(shù)在未來(lái)的移動(dòng)信息時(shí)代，會(huì)有什么突破性的進(jìn)展？移動(dòng)的信息化還將如何進(jìn)行演進(jìn)？溫故而知新，下面就讓我們通過(guò)對(duì)移動(dòng)信息技術(shù)發(fā)展歷史的梳理，展望一下未來(lái)移動(dòng)信息可能會(huì)為人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)什么新的變化。

從模擬中走來(lái) 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（1G）

1976年美國(guó)摩托羅拉公司的工程師馬丁·庫(kù)珀首先將無(wú)線電應(yīng)用于移動(dòng)電話。同年，國(guó)際無(wú)線電大會(huì)批準(zhǔn)了800/900 MHz頻段用于移動(dòng)電話的頻率分配方案。在此之后一直到20世紀(jì)80年代中期，許多國(guó)家都開(kāi)始建設(shè)基于頻分復(fù)用技術(shù)（FDMA，F(xiàn)requency Division Multiple Access）和模擬調(diào)制技術(shù)的第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（1G，1st Generation）。

由于采用的是模擬技術(shù)，1G系統(tǒng)的容量十分有限。此外，安全性和干擾也存在較大的問(wèn)題。1G系統(tǒng)的先天不足，使得它無(wú)法真正大規(guī)模普及和應(yīng)用，價(jià)格更是非常昂貴，成為當(dāng)時(shí)的一種奢侈品和財(cái)富的象征。與此同時(shí)，不同國(guó)家的各自為政也使得1G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各不相同，即只有“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”，沒(méi)有“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)”，國(guó)際漫游成為一個(gè)突出的問(wèn)題。這些缺點(diǎn)都隨著第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的到來(lái)得到了很大的改善。

數(shù)字化的曙光 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G）

在九十年代，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)【GSM（Global System for Mobile Communication）】的出現(xiàn)，使得無(wú)線通訊的信令和語(yǔ)音信道完成了由模擬向數(shù)字的轉(zhuǎn)變。

與GSM采用的“時(shí)分多址（TDMA）技術(shù)”相對(duì)應(yīng)還有一個(gè)“碼分多址（CDMA）技術(shù)”。時(shí)分多址技術(shù)是讓若干個(gè)地球通信站共同使用一個(gè)信道。但是占用的時(shí)間不同，所以相互之間不會(huì)干擾。但是信道的利用效率并不很高，無(wú)法容納過(guò)多用戶。碼分多址是每個(gè)地球站都被分配有一個(gè)獨(dú)特的“碼序列”，通過(guò)不同編碼將不同用戶信息進(jìn)行融離。因此在同一信道內(nèi)，采用CDMA技術(shù)可以比時(shí)分多址方式容納更多的用戶。

數(shù)字化的轉(zhuǎn)變，使得手機(jī)不在僅是通話設(shè)備，同時(shí)還具備的信息傳輸?shù)哪芰?。?shù)字化的手機(jī)不但可以進(jìn)行語(yǔ)音通訊，還具備了收發(fā)短消息的能力。但短消息的信息傳輸能力十分低下，最大70個(gè)漢字的傳輸能力僅相當(dāng)于以太網(wǎng)中一個(gè)數(shù)據(jù)包所能容納的數(shù)據(jù)量。

1993年，高通向業(yè)界證明了CDMA能夠提供TCP/IP協(xié)議服務(wù)。自此，移動(dòng)信息化的大幕開(kāi)始正式拉開(kāi)。

然而移動(dòng)信息化技術(shù)發(fā)展的道路并非一帆風(fēng)順。無(wú)論是基于CDMA還是GSM的2G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，最高傳輸速率僅為9.6kbit/s，實(shí)在難以滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用需求。

因此，高通在CDMA技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展出了最高傳輸速率為307.2Kbps的CDMA1X，而GSM也相應(yīng)的推出了最高傳輸速率可以達(dá)到171.2Kbps的GPRS。

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的提升，推出了新移動(dòng)應(yīng)用的產(chǎn)生。于是“彩信”出現(xiàn)了。由于現(xiàn)在應(yīng)用中的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸性能還非常有限，只能滿足些數(shù)據(jù)量不高的純文本文檔和分辨率極低的小尺寸圖片的數(shù)據(jù)傳輸工作。“彩信”也只能局限于收發(fā)一些分辨率不高的圖片和信息量并不太多的新聞?lì)愇淖?，比?ldquo;新聞早晚報(bào)”。

隨著移動(dòng)電話的普及，用紙筆寫(xiě)信的信息傳輸方式逐淅開(kāi)始被語(yǔ)音和短消息取代了。而新聞傳播的報(bào)紙也開(kāi)始被基于“彩信”的新聞早晚報(bào)所替換。

2G網(wǎng)絡(luò)十分有限的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬，自然無(wú)法滿足移動(dòng)信息化大潮下網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。雖然提供一些簡(jiǎn)單的收發(fā)電子郵件和Web瀏覽應(yīng)用，但使用的用戶始終有限。因此，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）很快就被提上了日程。

步入成熟 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）

美國(guó)CDMA2000、中國(guó)TD-SCDMA、歐洲WCDMA，從這世界3G技術(shù)的三大主流標(biāo)準(zhǔn)中，我們已經(jīng)可以看出，CDMA技術(shù)已經(jīng)成為3G技術(shù)的根本原理。而執(zhí)掌著CDMA技術(shù)的高通，也由一個(gè)“小公司”成長(zhǎng)為了世界500強(qiáng)。

成長(zhǎng)起來(lái)的高通，持續(xù)在3G技術(shù)領(lǐng)域發(fā)力。由技術(shù)許可獲得的資金被更多的投入到了通信領(lǐng)域的新技術(shù)開(kāi)發(fā)之中?，F(xiàn)如今高通擁有約13萬(wàn)件專利，包括正在申請(qǐng)的專利及已經(jīng)獲得授權(quán)的專利。這些專利不僅涵蓋蜂窩技術(shù)領(lǐng)域，同時(shí)也包括連接、成像、射頻、電源、軟件、安全和多媒體等領(lǐng)域。

AGPS技術(shù)（輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）、手機(jī)攝像頭、“飛行模式”、“鎖屏”功能，以及早在蘋(píng)果10年之前，高通已經(jīng)在建議蘋(píng)果將無(wú)線通訊功能放進(jìn)蘋(píng)果當(dāng)時(shí)的掌上電腦之中……

在高通和其它眾多通信企業(yè)的共同努力之下，3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的高帶寬與智能手機(jī)的多種移動(dòng)應(yīng)用功能終于碰撞出了燦爛的火花。蘋(píng)果與谷歌相繼發(fā)布了IOS與安卓手機(jī)操作系統(tǒng)。各種適用于智能手機(jī)與平板電腦的APP應(yīng)用也像雨后春筍般迅速出現(xiàn)。

在移動(dòng)應(yīng)用飛速發(fā)展的同時(shí)，3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率開(kāi)始變得捉襟見(jiàn)肘。CDMA 2000（EVDO RA）3.1Mbps、TD-SCDMA2.8Mbps、WCDMA14.4Mbps的下行速率很難滿足越來(lái)越多圖片、視頻類應(yīng)用的使用需求。在3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出后不久，4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)很快就被提上了日程。

爆炸性發(fā)展 第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）

和3G技術(shù)利用同一無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通訊不同，在第四代的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，是以IP為基礎(chǔ)的核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，4G的語(yǔ)音信息也是通過(guò)數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行傳輸。換句話說(shuō)，4G網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)全數(shù)據(jù)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)。

目前的4G網(wǎng)絡(luò)是以LTE技術(shù)為主。LTE（Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn))是由3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計(jì)劃）組織制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)，于2004年12月在3GPP多倫多會(huì)議上正式立項(xiàng)并啟動(dòng)。

LTE系統(tǒng)引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用）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，除去信令開(kāi)銷后大概為150Mbps，但根據(jù)實(shí)際組網(wǎng)以及終端能力限制，一般認(rèn)為下行峰值速率為100Mbps，上行為50Mbps），并支持多種帶寬分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統(tǒng)容量和覆蓋也顯著提升。

LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加扁平化簡(jiǎn)單化，減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)復(fù)雜度，從而減小了系統(tǒng)時(shí)延，也降低了網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)成本。LTE系統(tǒng)支持與其他3GPP系統(tǒng)互操作。根據(jù)雙工方式不同LTE系統(tǒng)分為FDD-LTE（Frequency Division Duplexing）和TDD-LTE (Time Division Duplexing)，二者技術(shù)的主要區(qū)別在于空口的物理層上（像幀結(jié)構(gòu)、時(shí)分設(shè)計(jì)、同步等）。FDD系統(tǒng)空口上下行采用成對(duì)的頻段接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，而TDD系統(tǒng)上下行則使用相同的頻段在不同的時(shí)隙上傳輸。

如果說(shuō)3G時(shí)代是移動(dòng)通信系統(tǒng)功能發(fā)展期的話，在第四代移動(dòng)通信時(shí)代，就是傳輸能力的爆發(fā)期。

通過(guò)下面這個(gè)LTE Cat（LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸速率等級(jí)）表格，我們可以看到LTE數(shù)據(jù)傳輸速率的爆炸性增長(zhǎng)：

2016年2月，高通發(fā)布了驍龍X16調(diào)制解調(diào)器，已經(jīng)可以提供LTE Cat16的1Gbps網(wǎng)速；2017年1月，高通、Telstra、愛(ài)立信和NETGEAR已經(jīng)在澳大利亞悉尼推出全球首個(gè)商用千兆級(jí)LTE網(wǎng)絡(luò)及終端。

2017年2月，高通在千兆級(jí)LTE發(fā)展的基礎(chǔ)上再一次加強(qiáng)自身優(yōu)勢(shì)，推出第二代千兆級(jí)LTE調(diào)制解調(diào)器——基于10納米FinFET制程工藝打造的驍龍X20 LTE芯片組，能帶來(lái)最高達(dá)1.2Gbps的LTE Cat18下載速度，與前代產(chǎn)品相比實(shí)現(xiàn)了20%的下載速度提升。

4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升，直接推動(dòng)了面向消費(fèi)者類（2C）的移動(dòng)應(yīng)用發(fā)展。企業(yè)業(yè)務(wù)開(kāi)始向著移動(dòng)信息化的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)型。

面向未來(lái) 第五代移動(dòng)信息系統(tǒng)（5G）

未來(lái)的第五代移動(dòng)信息系統(tǒng)可以做些什么？從高通在2017年國(guó)際消費(fèi)電子展（CES 2017）上推出其最新的頂級(jí)移動(dòng)平臺(tái)——集成X16 LTE的高通驍龍835處理器的應(yīng)用展示中可以看出端倪：

驍龍835旨在為頂級(jí)系列的消費(fèi)與企業(yè)級(jí)終端提供下一代娛樂(lè)體驗(yàn)和聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)支持，這些終端包括智能手機(jī)、VR/AR頭顯設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)攝像頭、平板電腦、移動(dòng)PC以及其他終端。這些終端運(yùn)行各種操作系統(tǒng)，包括Android和能夠支持傳統(tǒng)的Win32應(yīng)用的Windows 10系統(tǒng)。

但是要想支撐這些新的移動(dòng)應(yīng)用形式，還需要利用5G來(lái)克服當(dāng)前移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸能力不足的問(wèn)題：當(dāng)前基于4G+的技術(shù)，支持LTE Cat16、甚至Cat18的調(diào)制解調(diào)器已經(jīng)可以提供1 Gbps到1.2 Gbps的下載速率。但是在目前4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用中，卻還很難達(dá)到這樣的下載速率。

這種情況，和當(dāng)前無(wú)線傳輸?shù)母陕肪W(wǎng)絡(luò)帶寬不足有很大關(guān)系。打個(gè)比方：在一條高速公路上開(kāi)車(chē)，車(chē)少的時(shí)候，哪個(gè)車(chē)發(fā)功機(jī)功率強(qiáng)勁，就可以跑得更快，但如果遇到春運(yùn)，所有車(chē)都上了高速，再好的發(fā)動(dòng)機(jī)也要一點(diǎn)點(diǎn)的磨著向前走。在國(guó)內(nèi)具有海量的4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶，而網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬畢竟有限。此時(shí)，即便基于4G和4G+的調(diào)制解調(diào)器可提供帶寬再高，也難以滿足海量用戶的數(shù)據(jù)傳輸需求。

向5G的不斷演進(jìn)，最需要解決的就是這個(gè)“路”的問(wèn)題。而解決的方法就是利用SDN技術(shù)的控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離——很多車(chē)在同一條路上跑，難免會(huì)產(chǎn)生擁塞。每輛車(chē)都會(huì)建立一條自己通向目的地的車(chē)道，干路傳輸?shù)氖强刂七@些“車(chē)輛”道路的信息時(shí)，行車(chē)的道路自然也會(huì)得到無(wú)限的拓展。

基于5G技術(shù)會(huì)產(chǎn)生什么全新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，目前還只是初現(xiàn)端倪。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與5G相結(jié)合后，還會(huì)再碰撞出什么新的火花，目前還有待觀察。但是延著移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展的足跡，我們可以摸清一些未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的脈絡(luò)——未來(lái)必然會(huì)有更加多樣化的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)終端產(chǎn)品出現(xiàn)，將家電、汽車(chē)、道路、城市與人們的工作和生活更加緊密的連接到一起，移動(dòng)信息時(shí)代也將向著無(wú)限的未來(lái)繼續(xù)演進(jìn)。