现代通信：移动通信的启蒙期

现代通信：20 世纪 20 年代到 20 世纪 80 年代。这期间，随着基础学科的进一步发展，通信理论也逐渐从固定通信向移动通信跨越，移动通信产生并逐渐成熟，通信进入可以“移动”的黄金发展时期。

移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了，1897年，M·G· 马可尼所完成的无线通信试验就是在距离为18海里（33 千米）的固定站与一艘拖船之间进行的。

现代移动通信技术的发展大致经历了 4 个发展阶段。

第一阶段为 20 世纪 20 年代至 20 世纪 40 年代，属于早期发展阶段。1928 年，美国普渡大学的学生发明了工作于2MHz的超外差式无线电接收机，率先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统，其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统，标志着移动通信横空出世。这个系统当时的工作频率为 2MHz，20 世纪 40 年代提高到 30 ～ 40MHz。20世纪 30 年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统诞生，在美国新泽西警察局投入使用， 20 世纪 30 年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，并在 20 世纪 40 年代逐渐成为主流。

我们可以认为，这个阶段是现代移动通信的起步阶段，这个阶段主要实现了移动通信原理，并率先在短波波段上设计了专用移动通信系统，但这样的系统存在着容量低、工作频率较低、语音质量差等问题，不适合普及。

第二阶段为 20 世纪 40 年代中期至 20 世纪 60 年代初期。在此期间，公用移动通信业务问世。1946 年，根据美国联邦通信委员会（FCC）的计划，贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市系统”。这一系统使用 3 个频道，间隔为120kHz，通信方式为单工。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。在这一阶段，移动通信从专用移动网向公用移动网过渡，但接续方式为人工，移动网的容量较小，不能满足民众需求。

第三阶段为 20 世纪 60 年代中期至 20 世纪 70 年代中期。在此期间，美国推出了改进型移动电话系统（IMTS），使用 150MHz 和 450MHz 频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。德国也推出了具有相同技术水平的 B 网。可以认为，这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段，其特点是采用大区制、中小容量，使用 450MHz 频段，实现了自动选频与自动接续。

第四阶段为 20 世纪 70 年代中期至 20 世纪 80 年代中期。这是移动通信蓬勃发展的时期。随着民间移动通信用户数量的增加，已有的系统容量已经不能满足民众的需求。1978年年底，美国贝尔试验室成功研制先进的移动电话系统（AMPS），首次提出具有跨时代意义的“蜂窝”概念，建成了蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。 1983 年，首次在芝加哥投入商用。同年 12 月，在华盛顿也开始启用。之后，服务区域在美国逐渐扩大。到 1985年3月已扩展到 47 个地区，移动用户约 10 万人。其他工业化国家也相继开发出蜂窝式公用移动通信网。日本于 1979 年推出 800MHz 汽车电话系统（HAMTS），在东京、神户等地投入商用。

英国在 1985 年开发出全地址通信系统（TACS），首先在伦敦投入使用，之后覆盖了全国，频段为 900MHz。法国开发出 450 系统。加拿大推出 450MHz 移动电话系统（MTS）。瑞典等北欧四国于 1980 年开发出 NMT － 450 移动通信网，并投入使用，频段为 450MHz。这一阶段的特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展。

移动通信在这数十年飞速发展，除了用户需求急剧增加这一主要推动力之外，还得益于电子技术、移动通信新体制的发展。

电子技术迅猛发展，摩尔定律使得通信设备逐渐趋于小型化、微型化，各种轻便电台被不断地推出，使得“移动”成为可能。而随着大规模集成电路以及计算机技术的发展，微处理器技术日趋成熟，为大型通信网的管理与控制提供了技术上的可能性。

在移动通信体制方面，随着用户数量增加，大区制所能提供的容量很快饱和，必须探索新体制。贝尔试验室在 20 世纪 70 年代提出的蜂窝网的概念是这一体制最为重要的突破。

所谓蜂窝网是指服务区划分为若干个彼此相邻的小区，每个小区设立一个基站的网络结构。由于每个小区呈正六边形，又彼此邻接，从整体上看，形状酷似蜂窝，因此而得名。用若干蜂窝状小区覆盖整个服务区的大、中容量移动电话系统就叫作蜂窝移动电话系统。GSM 网络、CDMA 网络、3G 网络、FDMA、TDMA、PDC、TACS、AMPS、LTE 等都是常见的蜂窝网络。

蜂窝网络被广泛采用源于一个数学结论，即以相同半径的圆形覆盖平面，当圆心处于正六边形网格的各正六边形中心，也就是当圆心处于正三角网格的格点时，所用圆的数量最少。因此出于节约设备构建成本的考虑，正三角网格或者也称为简单六角网格是最好的选择。

蜂窝网络，即所谓小区制，由于实现了频率再用，大大提高了系统容量。可以说，蜂窝网络真正解决了公用移动通信系统要求容量大与频率资源有限的矛盾。

--摘自《大话移动通信》