二战期间 ， 摩托罗拉的SCR系列步话机在战场上屡建功勋 ， 向全世界展示了无线通话的神奇魅力 ， 也激起了人们将其应用于民用市场的渴望 。
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SCR-300
战争结束后 ， 1946年 ， 美国ATT公司将无线收发机与公共交换电话网（PSTN）相连 ， 正式推出了面向民用的MTS（Mobile Telephone Service）移动电话服务 。
在MTS中 ， 如果用户想要拨打电话 ， 必须先手动搜索一个未使用的无线频道 ， 然后先与运营商接线员进行通话 ， 请求对方通过PSTN网络进行二次接续 。
整个通话采用半双工的方式 ， 也就是说 ， 同一时间只能有一方说话 。 说话时 ， 用户必须按下电话上的“push-to-talk（按下通话）”开关 。
MTS的计费方式也十分原始 。 接线员会全程旁听双方之间的通话 ， 并在通话结束后手动计算费用 ， 确认账单 。
尽管MTS现在看来非常另类 ， 但它确实是有史以来人类第一套商用移动电话系统 。
等等！不是说移动电话发明于70年代嘛？怎么40年代就有了？
大家别慌 ， MTS所指的Mobile Telephone（移动电话） ， 并不是手机 ， 而是Mobile Vehicle Telephone（移动车载电话） 。 更准确来说 ， 是车载半双工手动对讲机 。
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MTS系统（1946年）
以当时的电子技术和电池技术 ， 是不可能发明出手机的 。 能造出车载电话 ， 就已经非常不错了 。
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汽车后备箱里庞大的信号收发装置
当时的“基站”也非常庞大 ， 有点像广播电视塔 ， 一座城市只有一个 ， 位于市中心 ， 覆盖方圆40公里 ， 功率极高 。
1947年12月 ， 贝尔实验室的研究人员Douglas H. Ring（道格拉斯·H·瑞因） ， 率先提出了“cellular（蜂窝）”的构想 。
他认为 ， 与其一味地提升信号发射功率 ， 不如限制信号传输的范围 ， 将信号控制在一个有限的区域（小区）内 。
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这样一来 ， 不同的小区可以使用相同的频率 ， 互不影响 ， 提升系统容量 。
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道格拉斯当时的论文 ， 标题为“移动电话——广域覆盖”
蜂窝通信的设想虽然很好 ， 但是 ， 同样受限于当时的电子技术（尤其是切换技术） ， 无法实现 。 贝尔实验室只能将其束之高阁 。
到了50年代 ， 陆续有更多的国家开始建设车载电话网络 。 例如 ， 1952年 ， 西德（联邦德国）推出的A-Netz 。
1961年 ， 苏联工程师列昂尼德·库普里亚诺维奇（Leonid Kupriyanovich）发明了ЛК-1型移动电话 ， 同样是安装在汽车上使用的 。 后来 ， 苏联推出了Altai汽车电话系统 ， 覆盖了本国30多个城市 。
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列昂尼德和他的ЛК-1型便携移动电话
【中国移动|从0G到5G，移动通信的百年沉浮】1969年 ， 美国推出了改进型的MTS车载电话系统 ， 称为IMTS（improved MTS） 。
IMTS支持全双工、自动拨号和自动频道搜索 ， 可以提供了11个频道（后来为12个） ， 相比MTS有了质的飞跃 。
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IMTS移动电话（摩托罗拉）
1971年 ， 芬兰推出了公共移动电话网络ARP（Auto Radio Puhelin ， puhelin是芬兰语电话的意思） ， 工作在150MHz频段 ， 仍然是手动切换 ， 主要为汽车电话服务 。
不管是Altai ， 还是IMTS或ARP ， 后来都被称为“0G”或“Pre-1G（准1G）”移动通信技术 。
▉ 1G
进入70年代后 ， 随着半导体工艺的发展 ， 手机的诞生条件终于成熟 。
1973年 ， 摩托罗拉的工程师马丁·库珀（Martin Cooper）和约翰·米切尔（John F.Mitchell）终于书写了历史 ， 发明了世界上第一款真正意义上的手机（手持式个人移动电话） 。
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马丁·库珀（右）和约翰·米切尔（左）
这款手机被命名为DynaTAC（Dynamic Adaptive Total Area Coverage） ， 高度22cm ， 重量1.28kg ， 可以持续通话20分钟 ， 拥有一根醒目的天线 。
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第一代DynaTAC
1974年 ， 美国联邦通信委员会（FCC）批准了部分无线电频谱 ， 用于蜂窝网络的试验 。 然而 ， 试验一直拖到1977年才正式开始 。
当时参与试验的 ， 是ATT和摩托罗拉这两个死对头 。
ATT在1964年被美国国会“剥夺”了卫星通信商业使用权 。 无奈之下 ， 他们在贝尔实验室组建了移动通信部门 ， 寻找新的机会 。
1964–1974年期间 ， 贝尔实验室开发了一种叫作HCMTS（大容量移动式电话系统）的模拟系统 。 该系统的信令和话音信道均采用30kHz带宽的FM调制 ， 信令速率为10kbps 。
由于当时并没有无线移动系统的标准化组织 ， ATT公司就给HCMTS制定了自己的标准 。 后来 ， 电子工业协会（EIA）将这个系统命名为暂定标准3(Interim Standard 3 ， IS-3) 。
1976年 ， HCMTS换了一个新名字——AMPS（Advanced Mobile Phone Service ， 先进移动电话服务） 。
ATT就是采用AMPS技术 ， 在芝加哥和纽瓦克进行FCC的试验 。
再来看看摩托罗拉 。
在早期的时候 ， 摩托罗拉搞了一个RCCs（无线电公共载波）技术 ， 赚了不少钱 。 所以 ， 他们一直极力反对FCC给蜂窝通信发放频谱 ， 以免影响自己的RCCs市场 。 但与此同时 ， 他们也在拼命研发蜂窝通信技术 ， 进行技术储备 。 这才有了前面DynaTAC的诞生 。
FCC发放频谱后 ， 摩托罗拉基于DynaTAC ， 在华盛顿进行试验 。
就在他们还在慢悠悠地进行试验的时候 ， 别的国家已经捷足先登了 。
1979年 ， 日本电报电话公司（Nippon Telegraph and Telephone ， NTT）在东京大都会地区推出了世界首个商用自动化蜂窝通信系统 。 这个系统后来被认为是全球第一个1G商用网络 。
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当时 ， 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 ， 不需要人工干预 。
系统采用FDMA技术 ， 信道带宽25KHz ， 处于800MHz频段 ， 双工信道总数为600个 。
两年后 ， 1981年 ， 北欧国家挪威和瑞典建立了欧洲的首个1G移动网络——NMT（ Nordic Mobile Telephones ， 北欧移动电话） 。 不久后 ， 丹麦和芬兰也加入了他们 。 NMT成为全球第一个具有国际漫游功能的移动电话网络 。
再后来 ， 沙特阿拉伯、俄罗斯和其它一些波罗的海和亚洲国家也引入了NMT 。
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NMT电话（爱立信制造）
1983年 ， 后知后觉的美国终于想起来要搞自己的1G商用网络 。
1983年9月 ， 摩托罗拉发布了全球第一部商用手机——DynaTAC 8000X ， 重量1kg ， 可以持续通话30分钟 ， 充满电需要10小时 ， 售价却高达3995美元 。
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DynaTAC 8000X
1983年10月13日 ， Americitech移动通信公司（来自ATT）基于AMPS技术 ， 在芝加哥推出了全美第一张1G网络 。
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当时的第一个用户 ， Dave Meilhan
这张网络既可以使用车载电话 ， 也可以使用DynaTAC 8000X 。
FCC在800MHz频段为AMPS分配了40MHz带宽 。 借助这些带宽 ， AMPS承载了666个双工信道 ， 单个上行或下行信道的带宽为30KHz 。 后来 ， FCC又追加分配了10MHz带宽 。 因此 ， AMPS的双工信道总数变为832个 。
商用第一年 ， Americitech卖出了大约1200部DynaTAC 8000X手机 ， 累积了20万用户 。 五年后 ， 用户数变成200万 。
迅猛增长的用户数量远远超过了AMPS网络的承受能力 。 后来 ， 为了提升容量 ， 摩托罗拉推出的窄带版AMPS技术 ， 即NAMPS 。 它将现有的30KHz语音信道分成三个10KHz信道（信道总数变成2496个） ， 以此节约频谱 ， 扩充容量 。
除了NMT和AMPS之外 ， 另一个被广泛应用的1G标准是TACS（Total Access Communication Systems） ， 首发于英国 。
1983年2月 ， 英国政府宣布 ， BT（英国电信）和Racal Millicom（沃达丰的前身）这两家公司将以AMPS技术为基础 ， 建设TACS移动通信网络 。
1985年1月1日 ， 沃达丰正式推出TACS服务（从爱立信买的设备） ， 当时只有10个基站 ， 覆盖整个伦敦地区 。
TACS的单个信道带宽是25KHz ， 上行使用890-905MHz ， 下行935-950MHz ， 一共有600个信道用于传输语音和控制信号 。
TACS系统主要是由摩托罗拉开发出来的 ， 实际上是AMPS系统的修改版本 。 两者之间除了频段、频道间隔、频偏和信令速率不同 ， 其它完全一致 。
和北欧的NMT相比 ， TACS的性能特点有明显的区别 。 NMT适合北欧国家（斯堪的纳维亚半岛）人口稀少的农村环境 ， 采用的是450MHz（后来改成800MHz）的频率 ， 小区范围更大 ，
而TACS的优势是容量 ， 而非覆盖距离 。 TACS系统发射机功率较小 ， 适合英国这样人口密度高、城市面积大的国家 。
随着用户数量的增加 ， 后来TACS补充了一些频段（10MHz） ， 变成ETACS（Extended TACS） 。 日本NTT在TACS基础上 ， 搞出了JTACS 。
值得一提的是 ， 1987年中国在广州建设的第一个移动通信基站 ， 采用的就是TACS技术 ， 合作厂商是摩托罗拉 。
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中国第一个基站（广州）
除了AMPS ， TACS和NMT之外 ， 1G技术还包括德国的C-Netz、法国的Radiocom 2000和意大利的RTMI等 。 这些百花齐放的技术 ， 宣告了移动通信时代的到来 。 （事实上 ， 当时并没有1G这样的叫法 ， 只是2G技术出现后 ， 才把它们称为1G ， 以作区分 。 ）
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▉ 2G
1982年 ， 欧洲邮电管理委员会成立了“移动专家组” ， 专门负责通信标准的研究 。
这个“移动专家组” ， 法语缩写是Groupe Spécial Mobile ， 后来这一缩写的含义被改为“全球移动通信系统”（Global System for Mobile communications） ， 也就是大名鼎鼎的GSM 。
GSM的成立宗旨 ， 是要建立一个新的泛欧标准 ， 开发泛欧公共陆地移动通信系统 。 他们提出了高效利用频谱、低成本系统、手持终端和全球漫游等要求 。
随后几年 ， 欧洲电信标准组织（ETSI）完成了GSM 900MHz和1800MHz（DCS）的规范制定 。
1991年 ， 芬兰的Radiolinja公司（现为ELISA Oyj的一部分）在GSM标准的基础上 ， 推出了全球首个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 ， 设备能耗也大幅下降 。
除了GSM之外 ， 另一个广为人知的2G标准就是美国高通公司推出的CDMA 。 准确来说 ， 是IS-95或cdmaOne 。
IS-95有两个版本 ， 分别是IS-95A和IS-95B 。 前者可以支持高达14.4kbps的峰值数据速率 ， 而后者则达到115kbps 。
除了IS-95之外 ， 美国还搞出过IS-54（North America TDMA Digital Cellular）和IS-136（1996年） 。
其实 ， 2G并不是只有GSM和CDMA 。
美国蜂窝电话工业协会（Cellular Telephone Industries Association）基于AMPS技术搞出了一个数字版的AMPS ， 叫做D-AMPS（Digit-AMPS） ， 其实也算是2G标准 。 1990年 ， 日本推出的PDC（Personal Digital Cellular） ， 也属于2G标准 。
▉ 2.5G
20世纪末 ， 随着互联网的大爆发 ， 人们对移动上网提出了强烈的需求 。 于是 ， GPRS（General Packet Radio Service ， 通用分组无线业务）开始出现 。
我们可以把GPRS看作是GSM的一个“插件” 。 在GPRS的帮助下 ， 网络可以提供最高114Kbps的数据业务速率 。
GPRS最早在1993年提出 ， 1997年出台了第一阶段的协议 。 它的出现 ， 是蜂窝通信历史的一个转折点 。 因为它意味着数据业务开始崛起 ， 成为移动通信的主要发展方向 。
▉ 2.75G
GPRS技术推出之后 ， 电信运营商还搞出了速率更快的技术 ， 名字叫做Enhanced Data-rates for GSM Evolution（GSM演进的增强速率） ， 也就是很多人可能比较熟悉的EDGE 。
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手机信号边上经常看到的E ， 就是EDGE
EDGE最大的特点就是在不替换设备的情况下 ， 可以提供两倍于GPRS的数据业务速率 。 因为得到了部分运营商的青睐 。 世界上首个EDGE网络 ， 是美国ATT公司于2003年在自家GSM网络上部署的 。
▉ 3G
1996年 ， 欧洲成立UMTS（Universal Mobile Telecommunications System ， 通用移动通信系统）论坛 ， 专注于协调欧洲3G的标准研究 。 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 ， 于是 ， 开发出了原理相类似的W-CDMA系统 。
之所以叫做W-CDMA（Wide-CDMA） ， 是因为它的信道带宽达到5MHz ， 比CDMA2000的1.25MHz更宽 。
很多人搞不清楚UMTS和WCDMA的关系 。 其实 ， UMTS是欧洲那边对3G的统称 。 WCDMA是UMTS的一种实现 ， 一般特指无线接口部分 。 待会我们提到的TD-SCDMA ， 也属于UMTS 。
为了能够和美国抗衡 ， 欧洲ETSI还联合日本、中国等共同成立了3GPP组织（3rd Generation Partnership Project ， 第三代合作伙伴计划） ， 合作制定全球第三代移动通信标准 。
反观北美阵营这边 ， 内部意见存在分歧 。
以朗讯、北电为代表的企业 ， 支持WCDMA和3GPP 。 而以高通为代表的另一部分势力 ， 联合韩国 ， 组成了3GPP2组织 ， 与3GPP抗衡 。 他们推出的标准 ， 是基于CDMA 1X（IS-95）发展起来的CDMA2000标准 。
CDMA2000虽然是3G标准 ， 但一开始的峰值速率并不高 ， 只有153kbps 。 后来 ， 通过演进到EVDO（EVolution Data Optimized） ， 数据速率有了明显的提升 ， 可以提供高达14.7Mbps的峰值下载速度和5.4Mbps的峰值上传速度 。
中国在这一时期 ， 也推出了自己的3G标准候选方案（也就是大家熟知的TD-SCDMA） ， 共同参与国际竞争 。
经过激烈的角逐和博弈 ， 最终 ， ITU国际电信联盟确认了全球3G的三大标准 ， 分别是欧洲主导的WCDMA ， 美国主导的CDMA2000 ， 还有中国的TD-SCDMA 。
在3G商用进度方面 ， 走在前面的又是日本NTT 。
1998年10月1日 ， NTT Docomo在日本推出了世界上第一张商用3G网络（基于WCDMA） 。
▉ 3.75G
在UMTS的基础上 ， ETSI和3GPP又开发出了HSPA（High Speed Packet Access ， 高速分组接入）、HSPA+、dual-carrier HSPA+（双载波HSPA+）, 以及HSPA+ Evolution（演进型HSPA+） 。 这些网络技术的速率明显超过传统3G ， 人们将其称为3.75G 。
正因为HSPA+的速率很快 ， 甚至超过了早期的LTE和WiMAX 。 所以 ， 当时有一些运营商（例如美国T-Mobile） ， 没有立刻启动LTE的建设 ， 而是将现有的HSPA网络升级为HSPA+ 。 我们国家的中国联通 ， 当时也有类似的想法 。
▉ 4G5G
1999年 ， IEEE标准委员会成立了一个工作组 ， 专门制定无线城域网标准 。 2001年 ， IEEE 802.16的第一个版本正式发布 ， 后来发展为IEEE 802.16m 。
IEEE 802.16 ， 也就是后来广为人知的WiMAX（全球微波互联接入） 。
WiMAX引入了MIMO（多天线）、OFDM（正交频分复用）等先进技术 ， 下载速率得到极大提升 ， 给3GPP带来了很大的压力 。
于是 ， 3GPP在UMTS的基础上 ， 加紧推出了LTE（同样引入了MIMO和OFDM） ， 与WiMAX进行竞争 。 后来 ， 又持续演进出了LTE-Advanced（2009年） ， 速率有了数倍的提升 。
2008年 ， ITU国际电信联盟发布了4G标准应该遵循的要求 ， 并将之命名为IMT-Advanced 。 真正符合要求的 ， 只有3GPP的LTE-Advanced ， IEEE的802.16m ， 以及中国工信部提交的TD-LTE-Advanced 。 也就是说 ， 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（以4G的名义） ， 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 ， 而用户终端则来自三星 。
经过激烈的产业大战 ， LTE最终战胜WiMAX ， 获得全球范围的拥护和认可 。 WiMAX迅速失势 ， 被打入冷宫 。
再往后 ， 3GPP推出5G（IMT-2020） ， 一统天下 。 这里面的故事 ， 就不用我多说什么了吧？我们每个人 ， 都是新历史的见证者 。
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时光荏苒 ， 岁月蹉跎 。 历经将近一个世纪的发展 ， 移动通信网络从无到有 ， 从弱到强 。 它推动了历史的车轮 ， 也加速了社会的变迁 。
未来的移动通信将何去何从 ， 让我们拭目以待！
来源：鲜枣课堂
编辑：yrLewis
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