【移动网络】Ch. 0 移动通信的历史与5G专栏简介

1. 移动通信的历史

【1G】1980年出现移动手机，使用模拟信号进行通信。由于模拟信号抗干扰性差且容纳数据量低，进而催生了数字信号的出现。
【2G】数字信号是0与1的数据流组合，通过字符映射表，使得传输文本与数字成为可能。代表的有诺基亚，Ericsion等。在2G后期便出现了手机游戏，虽然不能兼容网络交互，但是通过信息来进行交互（在线支付等）的手机游戏开始出现。
【3G】与1G和2G时代相同，仍然是以语 音通话为中心。在3G初期虽然尝试进行视频通话以及视频实时交互，但是并没有顺利的成功。最大兼容2Mpbs的传输速度，但是实际传输速度达不到这个数值，可能只有60kbps左右，虽然能够视频通话但是质量非常差。由于视频通话的失败，导致3G继续以语音 通话为中心发展，到中后期出现了iphone。大家都知道谷歌市场中有很多付费app，这打破了用户从企业单位获得被企业安排好的app的环境，能够允许用户自己选择想要使用的app，开发者和用户直接交互。随着个体交互的出现，对于网速的要求就自然上升了，进而催生了4G。
【4G】真正实现了利用网络的实时交互，越来越多的需求出现，越来越多功能的APP应运而生，速度也足够负荷映像实时传输。

【5G】更高的带宽：能够实现对数据量传输要求更大的VR，3D环境数据。更巨大的网络规模：设备足够多时，尤其是物联网中，传输的数据量自然也会对应的增大，这些大量的数据处理是4G无法实现的瓶颈。更体系化的服务：不同专业领域有不同精度的要求，高可用、低延迟、更安全。

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EMBB：Enhancing Mobile Broadband 增强移动带宽——低延迟，大容量，高吞吐率

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CMIT：Connecting the Massive Internet of Things 连接巨大物联网——大功率电池，低消耗，大覆盖范围

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ENMCCS：Enabling New Mission-Critical Control Services 启动新的关键服务

高可靠性：传输更加可靠，丢包率下降
高可用：增加容错率，更多的链接来支持容错与移动
低延迟：延迟更低

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上图是发展史的流程图，即便上全面的概括了各个时代的特点。

2. 本专栏的简介

本专栏将分割以下几大部分进行

1. 什么是5G？

组织[国际电信联盟 ]ITU对5G进行了规范的定义，由3GPP提供的通信标准并获得ITU的审批。 3GPP提供了多种多样的通信标准，但ITU若不与通过审核，则3GPP定义的5G标准并不能被称为规范的5G通信标准。3GPP是起源于欧洲的标准化组织，随着各国的发展，各个国家开始都加入到了标准化制定的过程中，3GPP的标准化在5G通信标准上占有极大的地位。会在第一章对这部分进行展开讲解。

2. 5G的频率

由ITU定义。概述了5G各频段【Below、Above】的意义以及他们之间有什么相互作用。会在第一章对这部分进行展开讲解。

3. 5G的设计方案

5G的高带宽，低延迟，大量连接数等特点由ITU的调查后整理出来的一些详细的方案，对于这些会在第一章进行一个详细的介绍。

4. 5G的要求事项

为了（3）的需求，我们需要使用哪些技术来支持，需要什么现存技术来互补等，以这些为目的规定的5G要求事项或者说KPI。也将是下一章的重点。

当我们大体了解了5G的体系与框架之后，我们需要明白移动网络的现存标准，现存标准将以4G(LTE/LTE Advanced)两部分为重点进行记载。而这些基础的知识将服务于更好的理解5G的多种服务支持以及结构框架。
无线信道： 无线信道往往不可信。即我们应该如何才能在通信阶段进行可信赖的通信就是核心目标。我们实际上无法操作信道中的海量数据，因此我们一般以概率论为基础，进行数据上的一些运算，进行数据上的一些行为控制。通信原理里我们了解过QAM,香农公式等方式，接下来将会从数学公式，书里分析的角度较为深度的解析这些通信原理中简单提过的知识。
也会对最近以线性代数为基础的5G特有的复用天线系统等进行概述。
以上的4项技术是以5G NR为核心所做的铺垫。 在介绍5G NR之前，会有2-3章的内容介绍为此需要的一些背景知识。 现在5G的标准化实际上也是初步完成，并没有进入一个完全体的状态。仍然有很多技术5G中无法实现，将会在6G中逐步实现。

4G时代，需要我们将无线网和有线网进行互联。图中的EPC就是LTE的有线网，而基站提供了无线网接入。在此体系上我们加入了5G基站并提供了 5G无线网络，在形成初期必然需要将5G无线网接入到4G的无线网和有线网中，这种的部分5G接入4G网络我们称之为NSA（Non-Standalone，非独立组网。SA是Standalone，独立组网）
数据处理上硬件的效果总比软件要好的多，而5G时代背景下我们将会针对SDN（Software Defined Network)进行展开的讲解。这些内容会被放置在第二章。

此后将会用大篇幅的时间记述5G NR, 5GC。