从人类社会诞生以来，更加快捷高效的通讯就成为人类矢志不渝的追求。在古代，人类通过道路相告、飞鸽传书、烽火狼烟方式传递信息，这些传递信息的方式效率极低，而且受到地理环境、气象条件的极大限制。1844年，美国人莫尔斯(S．B．Morse)发明了莫尔斯电码，并在电报机上传递了第一条电报，开创了人类使用“电”来传递信息的先河，人类传递信息的速度得到极大的提升，从此拉开了现代通讯的序幕。1864年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在，1876年赫兹用实验证实了电磁波的存在，1896年意大利人马可尼第一次用电磁波进行了长距离通讯实验，人类开始以宇宙的极限速度--光速来传递信息，从此世界进入了无线电通信的新时代。我们今天所要说的5G，就是现代意义上的无线电通讯，即移动通讯。
现代移动通讯以1986年第一代通讯技术（1G）发明为标志，经过三十多年的爆发式增长，极大地改变了人们的生活方式，并成为推动社会发展的最重要动力之一。下面我们先来回顾一下从1G到4G的发展历程。
1986年，第一代移动通讯系统（1G）在美国芝加哥诞生，采用模拟讯号传输。即将电磁波进行频率调制后，将语音信号转换到载波电磁波上，载有信息的电磁波发布到空间后，由接收设备接收，并从载波电磁波上还原语音信息，完成一次通话。但各个国家的1G通信标准并不一致，使得第一代移动通讯并不能“全球漫游”，这大大阻碍了1G的发展。同时，由于1G采用模拟讯号传输，所以其容量非常有限，一般只能传输语音信号，且存在语音品质低、讯号不稳定、涵盖范围不够全面，安全性差和易受干扰等问题。
诺基亚2110
和1G不同的是，2G采用的是数字调制技术。因此，第二代移动通信系统的容量也在增加，随着系统容量的增加，2G时代的手机可以上网了，虽然数据传输的速度很慢（每秒9.6--14.4kbit），但文字信息的传输由此开始了，这成为当今移动互联网发展的基础。
2G时代也是移动通信标准争夺的开始，主要通讯标准有以摩托罗拉为代表的CDMA美国标准和以诺基亚为代表的GSM欧洲标准。最终随着GSM标准在全球范围更加广泛的使用，诺基亚击败摩托罗拉成为了全球移动手机行业的霸主，直到乔布斯iphone的诞生……
相比于2G，3G依然采用数字数据传输，但通过开辟新的电磁波频谱、制定新的通信标准，使得3G的传输速度可达每秒384kbit，在室内稳定环境下甚至有每秒2Mbit的水准，是2G时代的140倍。由于采用更宽的频带，传输的稳定性也大大提高。速度的大幅提升和稳定性的提高，使大数据的传送更为普遍，移动通讯有更多样化的应用，因此3G被视为是开启移动通讯新纪元的重要关键。
2007年，乔布斯发布iphone，智能手机的浪潮随即席卷全球。从某种意义上讲，终端功能的大幅提升也加快了移动通信系统的演进脚步。2008年，支持3G网络的iphone3G发布，人们可以在手机上直接浏览电脑网页，收发邮件，进行视频通话，收看直播等，人类正式步入移动多媒体时代。
iphone3G
2013年12月，工信部在其官网上宣布向中国移动、中国电信、中国联通颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务(TD-LTE)”经营许可，也就是4G牌照。至此，移动互联网进入了一个新的时代。
4G是在3G基础上发展起来的，采用更加先进通讯协议的第四代移动通讯网络。对于用户而言，2G、3G、4G网络最大的区别在于传速速度不同，4G网络作为最新一代通讯技术，在传输速度上有着非常大的提升，理论上网速度是3G的50倍，实际体验也都在10倍左右，上网速度可以媲美20M家庭宽带，因此4G网络可以具备非常流畅的速度，观看高清电影、大数据传输速度都非常快。
随着移动通信系统带宽和能力的增加，移动网络的速率也飞速提升，从2G时代的每秒10Kbit，发展到4G时代的每秒1Gbit，足足增长了10万倍。历代移动通信的发展，都以典型的技术特征为代表，同时诞生出新的业务和应用场景。而5G将不同于传统的几代移动通信，5G不再由某项业务能力或者某个典型技术特征所定义，它不仅是更高速率、更大带宽、更强能力的技术，而且是一个多业务多技术融合的网络，更是面向业务应用和用户体验的智能网络，最终打造以用户为中心的信息生态系统。
以用户为中心的生态系统
从1G到5G的发展
5G将渗透到未来社会的各个领域，5G将使信息突破时空限制，提供极佳的交互体验，为用户带来身临其境的信息盛宴，如虚拟现实；5G将拉近万物的距离，通过无缝融合的方式，便捷地实现人与万物的智能互联。5G将为用户提供光纤般的接入速率，“零”时延的使用体验，千亿设备的连接能力，超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，业务及用户感知的智能优化，同时将为网络带来超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最终实现“信息随心至，万物触手及”。
作者：赵述涛橘子科普团队中国科学院高能物理研究所工程师