自1876年貝爾用電流傳遞聲音開始，人類之間的距離因此縮短。但是聰明的人類怎麼能被一根線束縛呢？在1986年，第一代移動通信系統在美國芝加哥誕生，人類終於實現了邊走邊打電話的夢想。而對於小編來說，擁有一臺大哥大，那是兒時從未實現的生日願望。
在1G網絡時代，摩托羅拉8000X大行其道，擁有一臺大哥大那就是“權力“和”地位“的象徵。不過由於1G網絡採用模擬訊號傳輸，存在語音品質低、信號不穩定、覆蓋不夠廣、串號、盜號等問題，1995年2G網絡到來了。
1G手機：使用FDMA技術
1G網絡的前身實際上是軍用無線通訊工具，後經商用後進入消費級市場。因為通訊協議本身在創立之初就沒有考慮到安全、可靠性等方面，所以僅僅9年就被更加完善的2G網絡取代。
2G網絡最大的變化是採用了數字調製，不僅安全性更高，而且聲音品質有極大改善，相比1G還多了數據傳輸的服務，速率達到9.6 kbit/s -14.4 kbit/s。得益於此，發短信成為當時最時髦的交流方式。儘管當時全球網民數量接近4千萬，但沒有一個是手機用戶，大家還在使用速度28.8kbps-33.6kbps的有線撥號網絡連接“有限”的世界。
在2G時代有三種網絡制式標準被髮明出來，一種是最終被大規模使用的GSM（Global System for Mobile Communication），它是由3GPP開發的開放標準，最終被歐洲列國定為標準，後經愛立信、諾基亞等公司推廣到全球。GSM的核心技術是TDMA（Time Division Multiple Access），它的特點是將一個信道平均分給8個通話者使用，一次傳輸一個用戶的語音，每個用戶享受1/8的信道時間。但因為每一次輪換的間隔只有0.577ms，所以我們幾乎感知不到信號是在實時切換的。舉例來說，就好像8個人站成一隊輪流說話，每個人只能說一個字，這個字只會傳輸給特定的人，因為語速快到不到1毫秒，所以無論說多少字接收方聽到的都是連貫的。但這種技術最大的瓶頸在於用戶數量受限，在GSM 900Hz頻率下，一個基站只有124個信道，每個信道最多8個人同時使用，也就是說最高992個人同時使用。這也就是為啥以前遇到地震，在學校總打不出去電話報平安的原因。
三種技術的接通情況：不同顏色代表用戶
面對TDMA的缺陷，另一種更加先進的技術CDMA（Code Division Multiple Access）出現了。這項技術的核心是利用擴展頻譜通信，通過發送調製、接收解調的方式讓所有用戶同時使用同一個頻段。舉例來說，就好像60個人站成一隊同時說話，但因為接收方知道這60個人所說的不同“方言”，所以只能接收到特定“方言”的內容，其他的直接過濾掉。這也就意味著在保證通信質量的情況下，CDMA網絡可以至少容納1600個人同時使用，這可以幫助運營商少建基站。
美國高通公司創始人：歐文·雅各布
你絕對想不到的是，CDMA技術的前身最早是由一位好萊塢明星——海蒂·拉瑪發明的，最初設想用於魚雷的制導，但未能如願。後來，高通公司的創始人歐文·雅各布將這項軍用通訊技術，成功應用在了民用移動通信上。說起大名鼎鼎的歐文·雅各布，有通信背景的網友一定不會陌生，他所著的《通信工程原理》(Principles of Communication Engineering)至今仍被認為是通信界聖經寶典，成為無數箐箐學子的必備教材。沒有這位“倔”老頭的堅持，或許5G要再推遲5-10年才能到來。
- 2G時代，手機再也不僅僅是接打電話的工具。
隨著數據流量服務興起，移動多媒體音視頻服務橫空出世，像彩信、手機報、壁紙和鈴聲的在線下載也成為了熱門服務。人類再一次用科技改變了信息的傳遞方式，除了語音通話，短信成為人與人溝通的重要橋樑。海量的信息傳遞，也讓移動互聯網展露雛形。
2G時代：一代人的記憶
然而在這個時代，不論是GPRS、EDGE還是CDMA 1X其資費還是相當昂貴的，幾十K每秒的下載速度還無法支撐視頻之類的多媒體應用，再加上當時的功能手機性能偏弱，2G時代雖引入了數據網絡，但其應用場景主要是以文字為主。那時小編剛好讀初中，每個月看小說需要花費10-20MB的流量，這在當時算是不小的開銷了。
- 3G時代，互聯網浪潮席捲全球。
移動互聯網也藉由第三代移動通信技術的發展踏上了高速發展的世界列車。在這個時代，可以觸屏操控、支持安裝各類應用軟件的智能手機大行其道。手機再也不僅僅是接收信息的窗口，更是產生大量信息的平臺，手機行業在這個時代產生了不可思議的逆轉，一個水果圖標的公司異軍突起將北歐神話斬於馬下，一個時代王者就此褪去光環。
2G網絡誕生之後的13年，在2008年5月，國際電信聯盟正式公佈第三代移動通信標準，TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000成為三大國際標準。說到3G還有一個標準不得不提，那就是Wimax。這個以IEEE協會為背景的3G協議雖也曾經成為國際標準之一，甚至有望最先推出4G網絡，但因內部只看利益不重科技發展，最終導致聯盟分崩離析。
三大國際標準中的CDMA網絡相比其它二者具有頻率規劃簡單、系統容量大、頻率複用係數高、抗多徑能力強、通信質量好、軟容量、軟切換等優勢。更重要的是，CDMA成為3G網絡時代的根本底層技術，可以說，沒有高通公司在CDMA技術上的創新，我們就無法跨越到移動互聯網時代。
實際上3G時代的主要技術演進是在用戶容量和網絡速率兩個方面，用戶容量，簡單說就是改善單個基站同時可以服務的用戶數量。而網速的提升對於移動互聯網的發展，可是帶來了前所未有的紅利。在2.75G時代，理論最高的下載速度為48KB/s，在3G時代這個速度提升到了512KB/s，而在3.75G時代（HSPA+）速度最高達到了2688KB/s~5376KB/s（21Mbps-42Mbps）。
3G網絡的誕生改變了手機行業格局
更快的網絡、更智能的手機，兩者就這樣產生了化學反應，讓沒有一點點防備的我們徹底“淪陷”。微博、微信、淘寶、手機QQ、校內網……，一系列過去在PC上才能使用的網絡服務在手機上竟然有更好的體驗。在公交車、地鐵、火車、電梯甚至如廁之類的碎片時間中，智能手機取代了報紙雜誌，海量信息就這樣源源不斷地通過數據網絡展現在手機屏幕之上。我無時無刻不抓著我的手機，生怕錯過每一條社交消息，每一個偷菜提醒。而鄰桌的同事再也不怕上班時間錯過最好的炒股買賣時機。遠在北半球的表姐再也不用擔心昂貴的話費與漫長的信件郵遞，每週都與家人視頻通話。
第三代移動通信網絡的出現，更進一步縮短了人與人之間的距離，面對全球各個國家和地區的最新動態，電視、報紙、雜誌這些傳統傳播途徑的效率遠不及互聯網上的一條快訊。我們每一天都被各種消息包圍，手機軟件的推送消息成為了這個世界上到到達率最高的傳播管道。移動互聯網面臨的唯一障礙就是——高昂的使用費用。
- 4G時代，全面數字化時代的大躍進。
3G網絡推出4年後，第四代移動通信技術正式發佈了。相比3G，4G網絡在規範上前所未有的統一，全球均採用3GPP組織推出的LTE/LTE-Advanced標準，最新標準下空中接口的關鍵技術放棄了CDMA轉投OFDM。OFDM是一項非常複雜的技術，如果完全講透可能再加5000字也不夠。從技術命名上來看，OFDM即Orthogonal Frequency Division Multiplexing，中文翻譯過來是正交頻分複用。簡單的來說，使用一組正交載波來傳送信息，該載波組一般具有形式如E={e^jt, e^2jt, e^3jt, ..., e^kjt}, j表示虛數單位, T是一個符號的持續時間，如果在集合E裡邊任意取兩個載波作一下內積可得：不同子載波之間內積為0，這就是正交。再簡單的來說，在一個載波週期裡，每個載波的頻譜零點和相鄰載波的零點重疊，但因為是正交所以他們可以不想不干擾承載各自的信息。
OFDM技術的簡單運行過程
當然了，小編我對OFDM的技術原理也是假明白。但在技術特性上，OFDM的優點是可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率，可實現低成本的單波段接收機。可以說OFDM與3G時代的CDMA技術是完全不同的兩個技術，這對於3G時代貢獻最大的高通無疑是不公平的。高通發現自己原有的技術路線與大方向不同後，迅速收購了在OFDM領域擁有領先技術的Flarion公司，並憑藉自身深厚的技術積澱以及研發能力，依然成為了4G標準中擁有LTE技術最多的企業。LTE網絡大規模的MIMO技術應用提升了頻率複用度，跨載波聚合能獲得更大的頻譜帶寬從而提升數據速率。移動主宰一切序幕就此拉開。
4G時代的下載速度已經從剛開始的12.5MB/s發展到今天的175MB/s，資費也由初期的10元/M降低到了幾十元/不限量的水平。就連傳統的語音電話業務也升級成為VoLte，採用數據流量進行通話。面對如此之大的數據洪流，視頻成為4G時代的最大風口。
高速的網絡讓視頻緩存變得不易察覺，抖音、快手、西瓜視頻都是在這一波流量大潮中發展成現象級應用。手機端實時聯網打遊戲的人數首次超過PC端。在3G時代，使用數據流量觀看視頻是一種極度炫富的行為，因為當時不僅數據流量費用昂貴，而且速度也遠不如有線WI-FI。而在4G時代，不限量套餐的出現讓普通用戶也無需擔心一不小心房子就歸了運營商，期盼已久的提速降費成為現實。可以說現在出門，不管是旅遊還是吃飯，一進門先找免費Wwi-FI的人是越來越少了。移動支付也藉著網速提升的大潮迅速普及。試想一下，在3G時代如果你TD-SCDMA也就是移動3G網絡來進行微信支付，動輒500ms以上的延遲會讓整個支付過程變得異常尷尬，不信？請抬頭看看大嬸的犀利目光。
全球已經有320款採用驍龍處理器的手機被推出
從另一個方面來說，越來越多殺手級應用的出現對手機性能也提出了更高的要求。如何兼容全球各個地區的網絡頻段、又如何保證下行速度達到峰值，如何讓手機運行殺手級應用不卡頓，如何讓GPS搜星更快？可以說在4G時代，越來越多的瓶頸出現在手機上而非網絡。2013年12月，工信部正式頒發4G運營牌照，得益於高通QRD參考設計的交鑰匙方案，眾多國產手機廠商使用驍龍800系列移動平臺，迅速在一個季度後推出了支持4G網絡的手機。這種交鑰匙的解決方案，也奠定了中國手機品牌在全球手機世界崛起的基礎。時至今日，驍龍依舊是性能、網絡領先行業的手機移動平臺。
- 5G時代，每個人的生活方式都將被影響
時隔五年，第五代移動通信技術也走到了臺前。很多人會問，4G的網絡容量、下載速度至今也沒有遇到明顯瓶頸，為何還要不遺餘力地研發第五代移動通信技術呢？正如早點鋪大嬸兒子所言，4G網絡在容量上雖然提升了，但在信號覆蓋、數據帶寬方面依然不盡如人意。所以5G在立項之初，規範中就明確要求每平方公里100萬個互聯網設備接入、1毫秒延遲、更高的能效和頻譜效率、每秒5Gbps的峰值下載速度等。結合當下的萬物互連趨勢，以及物聯網、車聯網、智慧醫療、VR/AR、工業4.0等關鍵應用的出現，5G已經不再是單一的無線接入技術，而是多種新型無線接入技術和現有無線接入技術（4G後向演進技術）集成後的解決方案總稱。
5G其實離我們並不遙遠了，早在2017年的10月23日，高通在香港就發佈了全球首個5G調制解調器X50 Modem，併成功在28GHz毫米波段上實現了5G數據連接。那我們什麼時候可以用上5G手機呢？運營商給出的正式商用時間在2020年，也就是說支持5G網絡的手機會在2019年下半年大批量上市。既然規範在2017年就確定了，為何要等到2020年才能真正用上5G網絡呢？首先，5G網絡的基站建設不是一日之功，兩年時間做到大範圍覆蓋已經是火箭般的速度了。其次是5G以下的頻段已經沒有空餘資源可用了，運營商在積極推動2G網絡退網的同時，也在積極探索如何解決頻段匱乏的問題。
毫米波技術將成為5G普及的關鍵
頻段短缺和碎片化是4G時代的重大挑戰，為何不考慮毫米波頻段呢？實際上並不是每一個頻段都適合進行信號傳輸，目前業內公認適合為5G使用的新頻段是使用毫米波如28GHz與 6GHz以下中低頻段，如3.5GHz以及2.6Hz。找到了合適的頻段，還需要解決兩個技術難題。1. 氧分子對它的吸收會比低頻譜明顯，毫米波頻譜衰減的比較快。2. 該頻段穿透障礙物的能力比較差，無法穿過障礙物。目前業內領先的解決方案是高通推出的波束成型技術，它將多個天線一起向同一個目標發射具有指向性的信號，從而解決信號衰減問題，再利用反射和折射來幫助毫米波實現非視距的通信。
如果說前四代移動通信技術是依靠手機進行推動，那第五代則是車聯網、物聯網帶來的龐大終端接入、數據流量的需求驅動技術升級。在5G時代，我們不僅需要繼續改善人與人之間的溝通，還需要考慮物與物、人與物之間的通信。過去受制於接入數量、速率、成本等多方面限制，很多網絡互連的體驗是缺失的。比如現在很多用戶家中都有IoT設備，但這些設備之間既有WI-FI、藍牙連接，又有Zigbee、有線等連接，這些連接之間因協議不同導致互不兼容。但在5G時代，所有的IoT設備都可以使用NB-Iot、M-IoT進行接入，從而提供真正智能的物聯網體驗。從表面來看這是一個通信技術上的大躍進，實際上是AI人工智能技術、智能駕駛技術的最終落地。
5G的超級速度，將改變無線網絡的原有生態
在5G時代，“先下後用”這一個概念將被終結，理論最高數千兆級的速度讓一切下載行為都在頃刻間完成。這甚至要比家裡的100Mbps的有線寬帶快一百倍。以《延禧攻略》為例，70集電視劇在5G網絡下只需要幾十秒就可以全部緩存到手機中，家用有線寬帶最快也得半個小時。除了下載，未來我們的手機也不用配備非常大的存儲空間，因為所有的數據都可以不用存在本地。舉例來說，過去想體驗4K電影或者8K VR是很困難的一件事。前者因為這些資源動輒40GB~100GB，一般的移動設備根本放不下。後者則因為需要線纜連接，無法做到真正的隨時隨地沉浸體驗。然而這些問題在5G時代統統都不是問題，因為當速度、時延都不是瓶頸時，用戶根本不會察覺到這些數據是從雲端實時緩存的。
vivo此前公佈的5G手機，採用高通X50調制解調器
目前vivo、OPPO、小米都已經宣佈成功基於可商用手機完成了5G信令和數據鏈路的連接，據官方透露首批支持5G的手機將在2019年上半年正式發佈並採用7nm的驍龍855平臺，首發的品牌不出意外就是這三家了。
基於5G網絡下的萬物互聯
說了半天移動通信技術，我的煎餅還沒吃。這讓我不禁暢想在未來，賣煎餅的大嬸可以雲開店，即在煎餅店裡放置兩個機械手，通過5G網絡進行遠程攤煎餅的工作。這樣即便是不在店中，依然可以保證煎餅的品質和店面收入。而這樣的場景在4G網絡下是無法實現的，原因在於現有網絡的時延幾十毫秒，大嬸接收實時畫面與反饋動作之間存在時差，這就會導致煎餅的料理失敗。工業4.0智慧工廠、遠程醫療等行業同樣也是如此，不論是在工廠幹活還是在醫院做手術，都容不得延遲，這時5G的低時延特性就尤其重要。
智能駕駛技術示意圖
對於車聯網來說，5G技術改變的可不是車內智能系統下歌速度更快了。結合AI人工智能，智能駕駛將極大降低交通事故率，同時優化出行效率。簡單地說未來的智能駕駛不僅僅具備主動探測車輛前後左右是否有障礙，還需要具備車與車、車與人、車與路的三方交互。這就要求基於5G網絡下，數據的傳輸和處理要比人類大腦反應還快。舉例來說，當我從家出發去公司這一個決策制定後，我的車就要實時的與路上其他的車輛、紅綠燈、交通網進行數據互通。它不僅要規劃躲避擁堵的路線，還需要知道我車輛前後左右的其他車輛接下來的行駛軌跡，從而以允許的最高速度同行。
說到這裡，你是不是認為我吃香菜上頭了，都出現幻覺了？這個展示我在CES、MWC、智博會等活動上已經看到過很多次了。它是基於高通推出的V2X通信方案實現，是對攝像頭、雷達、激光雷達的補充，通過低延遲、高可靠性、高吞吐量這幾個特性，來為智能駕駛提供通信服務。
無線通信技術的出現，縮短地理上的距離界限
有人說1G解決了人與人之間聯繫，而5G將實現萬物之間的連接。究其本質，移動通信技術的發展是在改變人類與這個世界的連接方式。正如我們兒時用紙杯製作的土電話一般，人們迫切地希望分享信息。而信息的分享加速了互聯網的發展，人與人的溝通再也不受制於地域的限制，一切皆因那沒有邊界的無線通信技術。回顧人類通信技術發展史，從2G到5G的這十幾年間，有一家公司既不生產手機也不賣通信基站，卻在30年通信史中持續不斷地為行業做出了卓越的貢獻。可以說，如果沒有這家公司的積極創新，就不會有現如今的智能手機、智能家居、智能穿戴等一切依託於SOC芯片和網絡的設備。這家公司就是美國高通公司，一個在5G時代依然保持高速創新，率先推出5G解決方案的偉大技術公司。相信在5G正式商用後，高通公司在手機移動平臺、網絡通信等方面還會有劃時代的技術推出。
在過去，距離是衡量時間的一種方式，那時車馬郵都很慢，一生只夠愛一個人。而移動通信網絡的出現和發展，從根本上改變了整個世界相互連接、溝通和計算的方式。也讓人們拓展了對世界的認知，打破了地理位置對信息傳遞的界限。隨著5G時代的到來，人和人的溝通更親密，更高效，也讓物質、醫療、文化、藝術、科技等各種領域的信息傳遞變得眨眼即到。移動通信技術解決的是人類生活問題，5G則是讓人類的生活更加智能與美好。面對即將到來的5G時代，你準備好了麼？
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