摩托罗拉SCR系列步话机在战场上屡建功勋

二战期间，摩托罗拉SCR系列对讲机在战场上屡立战功，向世人展示了无线通信的神奇魅力，激起了人们将其应用于民用市场的渴望。

SCR-300

战后，1946年，美国AT&T公司将无线收发器连接到公共交换电话网（PSTN），正式推出民用MTS（MTS）移动电话服务。

在MTS中，如果用户想要拨打电话，必须首先手动搜索未使用的无线信道，然后与运营商的接线员通话，请求对方通过PSTN网络进行二次连接。

整个通话是半双工的，这意味着只有一方可以同时通话。 要讲话，用户必须按下电话上的“一键通话”开关。

MTS的计费方式也很原始。 接线员会观察双方的整个通话过程，并在通话结束后手动计算费用并确认账单。

虽然MTS现在看起来很不寻常，但它确实是人类历史上第一个商用移动电话系统。

ETC！ 不是说手机是20世纪70年代发明的吗？ 为什么它存在于 20 世纪 40 年代？

大家不要慌，MTS指的（手机）并不是手机，而是（移动车载电话）。 更准确的说，它是一款车载半双工手动对讲机。

MTS 系统 (1946)

以当时的电子技术和电池技术，发明手机是不可能的。 能造出车载电话就已经很不错了。

汽车后备箱内巨大的信号收发装置

当时的“基站”也很大，有点像广播电视塔。 一座城市只有一座，位于市中心，覆盖方圆四十公里，威力极高。

1947年12月，贝尔实验室研究员H.林（Douglas H. Ring）首先提出“（蜂窝）”的想法。

他认为，与其盲目地增加信号发射功率，不如限制信号发射的范围，将信号控制在有限的区域（小区）内。

这样不同的小区可以使用相同的频率而不会互相影响，提高系统容量。

道格拉斯当时的论文标题是“移动电话——广域覆盖”

蜂窝通信的想法虽然好，但也受到当时电子技术（尤其是交换技术）的限制，无法实现。 贝尔实验室只能将其搁置。

到了 20 世纪 50 年代，更多的国家开始建设汽车电话网络。 例如，1952年，西德（联邦德国）推出了A-Netz。

1961年，苏联工程师列昂尼德·库普里亚诺维奇（Leonid Kuprianovich）发明了ЛК-1手机，该手机也安装在汽车上。 后来，苏联推出了阿尔泰车载电话系统，覆盖全国30多个城市。

Leonid 和他的 ЛК-1 便携式手机

1969年，美国推出了改进的MTS车载电话系统，称为IMTS（MTS）。

IMTS支持全双工、自动拨号和自动频道搜索，可以提供11个频道（后来​​的12个），与MTS相比是质的飞跃。

IMTS 手机（摩托罗拉）

1971年，芬兰开通了公共移动电话网络ARP（Auto Radio，芬兰语中电话的意思）。 工作在该频段，仍然手动切换，主要服务于车载电话。

无论是阿尔泰、IMTS还是ARP，都被后来称为“0G”或“Pre-1G（准1G）”的移动通信技术。

▉ 1G

进入20世纪70年代后，随着半导体技术的发展，手机诞生的条件终于成熟。

1973年，摩托罗拉工程师马丁·库珀（Martin Cooper）和约翰·F.（John F.）终于书写了历史，发明了世界上第一部真正的移动电话（手持个人移动电话）。

这款手机名为（Total Area），高度为22cm，重量为1.28kg，可以持续20分钟的通话，并拥有一根醒目的天线。

第一代

1974 年，美国联邦通信委员会 (FCC) 批准部分无线电频谱用于蜂窝网络测试。 然而，试验被推迟到 1977 年。

当时参与这项实验的是两个死敌：AT&T 和摩托罗拉。

1964年，AT&T被美国国会“剥夺”了卫星通信的商业用途。无奈之下，他们在贝尔实验室成立了移动通信部门，寻找新的机会。

1964 年至 1974 年间，贝尔实验室开发了一种名为 HCMTS（高容量移动电话系统）的模拟系统。 系统的信令和语音通道均采用FM调制，带宽为30kHz，信令速率为。

由于当时还没有无线移动系统的标准化组织，AT&T 为 HCMTS 制定了自己的标准。 后来，电子工业协会（EIA）将该系统命名为临时标准3（3，IS-3）。

1976年，HCMTS更名为AMPS（高级移动电话服务）。

AT&T 正在使用 AMPS 技术在芝加哥和纽瓦克进行 FCC 试验。

我们来看看摩托罗拉。

早期，摩托罗拉开发了RCCs（无线电公共载波）技术并赚了很多钱。 因此，他们一直强烈反对FCC释放蜂窝通信频谱，以免影响自己的RCC市场。 但同时，他们也在努力研发蜂窝通信技术，做好技术储备。 这是前一个的诞生。

FCC发布频谱后，摩托罗拉在华盛顿特区进行试验。

当他们还在缓慢地进行实验时，其他国家已经率先行动了。

1979 年，日本电报电话公司 (NTT) 在东京都市区推出了世界上第一个商业自动化蜂窝通信系统。 该系统后来被认为是世界上第一个1G商用网络。

当时该系统拥有88个基站，支持不同小区站点之间的全自动呼叫切换，无需人工干预。

系统采用FDMA技术，信道带宽为25KHz，处于频带内，双工信道总数为600个。

两年后，即1981年，北欧国家挪威和瑞典建立了欧洲第一个1G移动网络——NMT（北欧移动电话）。 很快丹麦和芬兰也加入了他们的行列。 NMT成为世界上第一个具有国际漫游功能的移动电话网络。

随后，沙特阿拉伯、俄罗斯等波罗的海和亚洲国家也引入了NMT。

NMT手机（爱立信制造）

1983年，美国终于想到发展自己的1G商用网络。

1983年9月，摩托罗拉发布了世界上第一款商用手机——8000X，其重量为1公斤，通话时间为30分钟，充满电需要10小时，售价为3995美元。

8000X

1983年10月13日，移动通信公司（来自AT&T）在芝加哥推出了美国第一个基于AMPS技术的1G网络。

当时的第一个用户，Dave

该网络可以使用车载电话或 8000X。

FCC在该频段中为AMPS分配了40MHz的带宽。 凭借这些带宽，AMPS 可承载 666 个双工通道，其中单个上行或下行通道的带宽为 30KHz。 后来，FCC额外分配了10MHz带宽。 因此，AMPS双工通道总数变为832个。

商用第一年，8000X手机销量约1200部，累计用户20万。 五年后，用户数量达到200万。

快速增长的用户数量远远超出了AMPS网络的容量。 后来，为了增加容量，摩托罗拉推出了AMPS技术的窄带版本，即NAMPS。 它将现有的30KHz语音通道划分为3个10KHz通道（通道总数变为2496个），从而节省频谱并扩展容量。

除了NMT和AMPS之外，另一个广泛使用的1G标准是TACS（Total），首先在英国推出。

1983年2月，英国政府宣布BT（英国电信）和Racal（沃达丰的前身）两家公司将建设基于AMPS技术的TACS移动通信网络。

1985年1月1日，沃达丰正式推出TACS服务（设备购自爱立信）。 当时，覆盖整个伦敦地区的基站只有10个。

TACS的单通道带宽为25KHz，上行采用890-，下行采用935-。 总共有600个通道用于传输语音和控制信号。

TACS系统主要由摩托罗拉开发，实际上是AMPS系统的修改版本。 除了频段、信道间隔、频偏和信令速率不同外，两者完全相同。

与Nordic NMT相比，TACS的性能特征存在显着差异。 NMT适用于北欧国家（斯堪的纳维亚半岛）人口稀少的农村环境，使用（后改为）频率，具有较大的小区范围，

TACS的优势在于容量，而不是覆盖距离。 TACS系统的发射功率相对较小，适合英国等人口密度高、城市面积大的国家。

随着用户数量的增加，TACS后来增加了一些频段（10MHz），成为ETACS（TACS）。 日本NTT在TACS的基础上开发了JTACS。

值得一提的是，1987年在广州建成的中国第一个移动通信基站就采用了TACS技术，合作厂商是摩托罗拉。

中国第一个基站（广州）

1G技术除了AMPS、TACS和NMT之外，还包括德国的C-Netz、法国的2000和意大利的RTMI。 这些蓬勃发展的技术预示着移动通信时代的到来。 （其实当时并没有1G这个名字，直到2G技术出现之后才被称为1G以示区别。）

▉ 2G

1982年，欧洲邮电管理委员会成立了“移动专家组”，负责通信标准的研究。

这个“移动专家组”的法文缩写是é。 后来这个缩写的含义被改为“全球移动通信系统”（Global System for Mobile Communications），也就是大名鼎鼎的GSM。

GSM的目的是建立新的泛欧标准，发展泛欧公共陆地移动通信系统。 他们对高效频谱利用、低成本系统、手持终端和全球漫游提出了要求。

随后几年，欧洲电信标准组织（ETSI）完成了GSM和（DCS）的规范制定。

1991年，这家芬兰公司（现为ELISA Oyj的一部分）推出了世界上第一个基于GSM标准的2G网络。

众所周知，2G采用数字技术取代1G的模拟技术。 通话质量和系统稳定性大幅提升，更加安全可靠，设备能耗也显着降低。

除了GSM之外，另一个著名的2G标准是美国高通公司推出的CDMA。 准确来说，IS-95或者。

IS-95有两个版本，即IS-95A和IS-95B。 前者可以支持高达14.4kbps的峰值数据速率，而后者。

除IS-95外，美国还开发了IS-54（北TDMA）和IS-136（1996）。

事实上，2G不仅仅是GSM和CDMA。

美国蜂窝电话工业协会（American Cellular Phone Industry Association）在AMPS技术的基础上开发了数字版本的AMPS，称为D-AMPS（Digit-AMPS），它实际上是一个2G标准。 1990年，日本推出了PDC（PDC），也属于2G标准。

▉ 2.5G

20世纪末，随着互联网的爆发，人们对移动上网产生了强烈的需求。 于是，GPRS（通用分组无线业务）开始出现。

我们可以将GPRS视为GSM的“插件”。 借助GPRS，网络可以提供最高的数据服务速率。

GPRS于1993年首次提出，1997年发布第一阶段协议，它的出现是蜂窝通信历史上的一个转折点。 因为这意味着数据业务已经开始崛起，成为移动通信的主要发展方向。

▉ 2.75G

GPRS技术推出后，电信运营商还开发了一种速度更快的技术，称为Data-rates for GSM（Enhanced Rates for GSM Evolution），也就是很多人可能熟悉的EDGE。

手机信号旁边经常看到的E是EDGE

EDGE的最大特点是无需更换设备即可提供两倍于GPRS的数据服务速率。 因为它受到了一些运营商的青睐。 世界上第一个 EDGE 网络由美国 AT&T 公司于 2003 年在其自己的 GSM 网络上部署。

▉3G

1996年，欧洲成立了UMTS（通用移动电信系统）论坛，重点协调欧洲3G标准研究。 以诺基亚、爱立信、阿尔卡特为代表的欧洲阵营清楚地认识到CDMA的优势，因此开发了原理类似的W-CDMA系统。

由于其信道带宽达到5MHz，比1.25MHz还宽，所以被称为W-CDMA（Wide-CDMA）。

很多人对UMTS和WCDMA之间的关系感到困惑。 事实上，UMTS是欧洲3G的统称。 WCDMA是UMTS的一种实现，一般指无线接口部分。 我们后面会提到的TD-SCDMA也属于UMTS。

为了与美国竞争，欧洲ETSI还联合日本、中国等成立了3GPP组织（3rd，第三代合作伙伴计划），合作制定全球第三代移动通信标准。

北美方面，阵营内部存在意见分歧。

以朗讯、北电为代表的公司支持WCDMA和3GPP。 另一批势力以高通为代表，联合韩国成立3GPP2组织，与3GPP展开竞争。 他们推出的标准基于 CDMA 1X (IS-95)。

虽然是3G标准，但是一开始的峰值速度不高而已。 后来，通过演进为EVDO（Data），数据速率得到了显着提升，提供高达14.7Mbps的峰值下载速度和5.4Mbps的峰值上传速度。

在此期间，中国还推出了自己的3G候选标准（又称TD-SCDMA）参与国际竞争。

经过激烈的竞争和博弈，ITU国际电信联盟最终确定了全球三大3G标准，即欧洲主导的WCDMA、美国主导的WCDMA和中国主导的TD-SCDMA。

在3G商用进展方面，日本NTT处于领先地位。

1998年10月1日，NTT在日本推出了世界上第一个商用3G网络（基于WCDMA）。

▉ 3.75G

基于UMTS，ETSI和3GPP开发了HSPA（High Speed，高速分组接入）、HSPA+、dual-HSPA+（双载波HSPA+）和HSPA+（演进的HSPA+）。 这些网络技术的速度明显高于传统3G，人们称之为3.75G。

正是因为HSPA+的速度非常快，甚至超过了早期的LTE和WiMAX。 因此，当时一些运营商（如美国的T-）并没有立即启动LTE的建设，而是将现有的HSPA网络升级为HSPA+。 我国联通当时也有类似的想法。

▉ 4G&5G

1999年，IEEE标准委员会成立了工作组来制定无线城域网标准。 2001年，IEEE 802.16第一版正式发布，后来发展为IEEE 802.16m。

IEEE 802.16，后来称为 WiMAX（微波接入全球互操作性）。

WiMAX引入了MIMO（多天线）和OFDM（正交频分复用）等先进技术，极大地提高了下载速率，给3GPP带来了巨大压力。

因此，3GPP加紧推出基于UMTS的LTE（同时引入了MIMO和OFDM）来与WiMAX竞争。 后来LTE-(2009)不断演进，速度提升了数倍。

2008年，ITU国际电信联盟发布了4G标准应遵循的要求，并将其命名为IMT-。 真正符合要求的只有3GPP的LTE-、IEEE的802.16m以及中国工信部提交的TD-LTE-。 换句话说，它们是真正的4G标准。

2009年12月14日，全球首个面向公众的LTE服务网络（简称4G）在瑞典首都斯德哥尔摩和挪威首都奥斯陆开通。 网络设备分别来自爱立信和华为，用户终端则来自三星。

经过激烈的产业战争，LTE最终击败了WiMAX，获得了全球的支持和认可。 WiMAX 很快就失势并被边缘化。 （有兴趣的可以看看这篇文章：WiMAX的作弊历史）

后来3GPP推出5G（IMT-2020）一统天下。 这里的故事就不用我多说了了吧？ 我们每个人都是新历史的见证者。

时光荏苒，岁月蹉跎。 经过近百年的发展，移动通信网络从无到有、从弱到强。 它推动历史车轮，加速社会变革。

未来移动通信将走向何方，让我们拭目以待！