移动通信1G到5G的发展史

最近听了吴军的信息论和5G的音频，现在做一个总结，讲讲学习后我对5G的理解。

先说说1G，我理解的1G，就是只能打电话的手机。我记得那是在上世纪90年代，从BB机到大哥大，在那个年代有一台大哥大会引起周围人的一片羡慕。大哥大是摩托罗拉公司出产的，听了吴军老师的专栏知道了早期的通信标准就由摩托罗拉为主制定的。

大哥大

通信标准是什么？就是让设备之间的通信遵守一套大家都认可的信息编码规范，让发送出去的信息被对应的设备接收。从这个定义就可以看出通信标准有两个部分最重要，一是对信息的发送和接收的描述，比如打电话所用的电话号码；二是对信息编码的方式，比如文字就是对信息的一种编码。在移动通信的发展过程中，每隔十多年，就会出现新一代的通信标准。

21世纪初，市场上卖的手机变小了，周围拥有手机的人多了起来，那时候的手机能打电话，发短信，还能玩玩游戏。我拥有的第一台手机是诺基亚手机，就在我考进大学的那一年。那时候已经是2G时代了，是由诺基亚等公司提出的新的移动通信2G标准。即便到了现在，市场上也还有百元的老人机在流通，那就是2G手机。

诺基亚手机

读到这里，肯定有个疑问，那1G和2G有什么区别呢？从技术上讲，1G是模拟电路的，而2G是数字电路的。数字电路是把更多的数字芯片集成，用一个专用数字芯片取代了上百个芯片，因此2G手机比1G手机小很多。

不过呢，2G手机只能打电话发短信，上网很困难，搜索资料速度很慢，所以新的需求产生了。因此到了3G的通信，上网就成为了主要功能。但是相信大家都有印象，3G只出现了很短的时间，4G时代就到来了。因为3G所用的上网的通信网络和打电话的通信网络虽然彼此融合，但却彼此独立，与1G、2G并无区别，通信所使用的物理路径很长，经过了发送信息的手机->基站->基带单元->无线网络控制器->核心网->无线网络控制器->基带单元->基站->接收信息的手机。虽然标称的网速很高，但实际网速并不快，3G系统是个半吊子。

那到了4G时代，发生了什么进步？网速快了。因为4G减少了通信的转发次数，也增加了基站之间的光纤的带宽。更重要的是，随着技术的进步互联网和电信网络产生了融合。到了4G时代，电信的网络已经统一，但它和互联网还没有完全统一。

4G已经能满足我们大部分上网的需求了，对，是大部分的需求。问个问题，你有遇到过4G网络不灵的时候吗？我有遇到过，虽不是天天遇到，但也很频繁遇到，那就是公司开大会，会场里很多人挤在一个会议厅，或者周围人很密集的时候。为啥会如此，因为香农第二定理，有噪信道编码定理（当信道的信息传输率不超过信道容量时，采用合适的信道编码方法可以实现任意高的传输可靠性，但若信息传输率超过了信道容量，就不可能实现可靠的传输。）。这描述很专业化，我用生活中的一个场景来说明，假如只能容3个人通过的门，10个人同时要穿过去，是不是门口就发现了拥堵现象，那就要各凭本事过门，结果人仰马翻，都过不去了。

那如何解决这个问题呢？最简单的方式是把门弄宽，弄成可容20人通过的门，或者多开几个门，让他们通过。正是基于上诉想法，5G的概念就被提出来了。

从4G到5G，可以实现移动互联网和有线互联网的彻底融合，网络基站的数量会更密集，信息传送效率会提高一个数量级，万物互联了。到了5G时代，在回家的路上就可以打开空调，当冰箱里没粮食了也会自动补充，科幻电影的场景将在现实中出现。