二戰(zhàn)期間，摩托羅拉的SCR系列步話機在戰(zhàn)場上屢建功勛，向全世界展示了無線通話的神奇魅力，也激起了人們將其應(yīng)用于民用市場的渴望。

戰(zhàn)爭結(jié)束后，1946年，美國AT&T公司將無線收發(fā)機與公共交換電話網(wǎng)(PSTN)相連，正式推出了面向民用的MTS(Mobile Telephone Service)移動電話服務(wù)。

在MTS中，如果用戶想要撥打電話，必須先手動搜索一個未使用的無線頻道，然后先與運營商接線員進行通話，請求對方通過PSTN網(wǎng)絡(luò)進行二次接續(xù)。

整個通話采用半雙工的方式，也就是說，同一時間只能有一方說話。說話時，用戶必須按下電話上的“push-to-talk(按下通話)”開關(guān)。

MTS的計費方式也十分原始。接線員會全程旁聽雙方之間的通話，并在通話結(jié)束后手動計算費用，確認賬單。

盡管MTS現(xiàn)在看來非常另類，但它確實是有史以來人類第一套商用移動電話系統(tǒng)。

等等!不是說移動電話發(fā)明于70年代嘛?怎么40年代就有了?

大家別慌，MTS所指的Mobile Telephone(移動電話)，并不是手機，而是Mobile Vehicle Telephone(移動車載電話)。更準確來說，是車載半雙工手動對講機。

以當時的電子技術(shù)和電池技術(shù)，是不可能發(fā)明出手機的。能造出車載電話，就已經(jīng)非常不錯了。

當時的“基站”也非常龐大，有點像廣播電視塔，一座城市只有一個，位于市中心，覆蓋方圓40公里，功率極高。

1947年12月，貝爾實驗室的研究人員Douglas H. Ring(道格拉斯·H·瑞因)，率先提出了“cellular(蜂窩)”的構(gòu)想。

他認為，與其一味地提升信號發(fā)射功率，不如限制信號傳輸?shù)姆秶瑢⑿盘柨刂圃谝粋€有限的區(qū)域(小區(qū))內(nèi)。

這樣一來，不同的小區(qū)可以使用相同的頻率，互不影響，提升系統(tǒng)容量。

道格拉斯當時的論文，標題為“移動電話——廣域覆蓋”

蜂窩通信的設(shè)想雖然很好，但是，同樣受限于當時的電子技術(shù)(尤其是切換技術(shù))，無法實現(xiàn)。貝爾實驗室只能將其束之高閣。

到了50年代，陸續(xù)有更多的國家開始建設(shè)車載電話網(wǎng)絡(luò)。例如，1952年，西德(聯(lián)邦德國)推出的A-Netz。

1961年，蘇聯(lián)工程師列昂尼德·庫普里亞諾維奇(Leonid Kupriyanovich)發(fā)明了ЛК-1型移動電話，同樣是安裝在汽車上使用的。后來，蘇聯(lián)推出了Altai汽車電話系統(tǒng)，覆蓋了本國30多個城市。

1969年，美國推出了改進型的MTS車載電話系統(tǒng)，稱為IMTS(improved MTS)。

IMTS支持全雙工、自動撥號和自動頻道搜索，可以提供了11個頻道(后來為12個)，相比MTS有了質(zhì)的飛躍。

1971年，芬蘭推出了公共移動電話網(wǎng)絡(luò)ARP(Auto Radio Puhelin，puhelin是芬蘭語電話的意思)，工作在150MHz頻段，仍然是手動切換，主要為汽車電話服務(wù)。

不管是Altai，還是IMTS或ARP，后來都被稱為“0G”或“Pre-1G(準1G)”移動通信技術(shù)。

1G

進入70年代后，隨著半導體工藝的發(fā)展，手機的誕生條件終于成熟。

1973年，摩托羅拉的工程師馬丁·庫珀(Martin Cooper)和約翰·米切爾(John F.Mitchell)終于書寫了歷史，發(fā)明了世界上第一款真正意義上的手機(手持式個人移動電話)。

這款手機被命名為DynaTAC(Dynamic Adaptive Total Area Coverage)，高度22cm，重量1.28kg，可以持續(xù)通話20分鐘，擁有一根醒目的天線。

1974年，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)批準了部分無線電頻譜，用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的試驗。然而，試驗一直拖到1977年才正式開始。

當時參與試驗的，是AT&T和摩托羅拉這兩個死對頭。

AT&T在1964年被美國國會“剝奪”了衛(wèi)星通信商業(yè)使用權(quán)。無奈之下，他們在貝爾實驗室組建了移動通信部門，尋找新的機會。

1964–1974年期間，貝爾實驗室開發(fā)了一種叫作HCMTS(大容量移動式電話系統(tǒng))的模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)的信令和話音信道均采用30kHz帶寬的FM調(diào)制，信令速率為10kbps。

由于當時并沒有無線移動系統(tǒng)的標準化組織，AT&T公司就給HCMTS制定了自己的標準。后來，電子工業(yè)協(xié)會(EIA)將這個系統(tǒng)命名為暫定標準3(Interim Standard 3，IS-3)。

1976年，HCMTS換了一個新名字——AMPS(Advanced Mobile Phone Service，先進移動電話服務(wù))。

AT&T就是采用AMPS技術(shù)，在芝加哥和紐瓦克進行FCC的試驗。

再來看看摩托羅拉。

在早期的時候，摩托羅拉搞了一個RCCs(無線電公共載波)技術(shù)，賺了不少錢。所以，他們一直極力反對FCC給蜂窩通信發(fā)放頻譜，以免影響自己的RCCs市場。但與此同時，他們也在拼命研發(fā)蜂窩通信技術(shù)，進行技術(shù)儲備。這才有了前面DynaTAC的誕生。

FCC發(fā)放頻譜后，摩托羅拉基于DynaTAC，在華盛頓進行試驗。

就在他們還在慢悠悠地進行試驗的時候，別的國家已經(jīng)捷足先登了。

1979年，日本電報電話公司(Nippon Telegraph and Telephone，NTT)在東京大都會地區(qū)推出了世界首個商用自動化蜂窩通信系統(tǒng)。這個系統(tǒng)后來被認為是全球第一個1G商用網(wǎng)絡(luò)。

當時，系統(tǒng)擁有88個基站，支持不同小區(qū)站點之間的全自動呼叫切換，不需要人工干預(yù)。

系統(tǒng)采用FDMA技術(shù)，信道帶寬25KHz，處于800MHz頻段，雙工信道總數(shù)為600個。

兩年后，1981年，北歐國家挪威和瑞典建立了歐洲的首個1G移動網(wǎng)絡(luò)——NMT( Nordic Mobile Telephones，北歐移動電話)。不久后，丹麥和芬蘭也加入了他們。NMT成為全球第一個具有國際漫游功能的移動電話網(wǎng)絡(luò)。

再后來，沙特阿拉伯、俄羅斯和其它一些波羅的海和亞洲國家也引入了NMT。

1983年，后知后覺的美國終于想起來要搞自己的1G商用網(wǎng)絡(luò)。

1983年9月，摩托羅拉發(fā)布了全球第一部商用手機——DynaTAC 8000X，重量1kg，可以持續(xù)通話30分鐘，充滿電需要10小時，售價卻高達3995美元。

1983年10月13日，Americitech移動通信公司(來自AT&T)基于AMPS技術(shù)，在芝加哥推出了全美第一張1G網(wǎng)絡(luò)。

這張網(wǎng)絡(luò)既可以使用車載電話，也可以使用DynaTAC 8000X。

FCC在800MHz頻段為AMPS分配了40MHz帶寬。借助這些帶寬，AMPS承載了666個雙工信道，單個上行或下行信道的帶寬為30KHz。后來，F(xiàn)CC又追加分配了10MHz帶寬。因此，AMPS的雙工信道總數(shù)變?yōu)?32個。

商用第一年，Americitech賣出了大約1200部DynaTAC 8000X手機，累積了20萬用戶。五年后，用戶數(shù)變成200萬。

迅猛增長的用戶數(shù)量遠遠超過了AMPS網(wǎng)絡(luò)的承受能力。后來，為了提升容量，摩托羅拉推出的窄帶版AMPS技術(shù)，即NAMPS。它將現(xiàn)有的30KHz語音信道分成三個10KHz信道(信道總數(shù)變成2496個)，以此節(jié)約頻譜，擴充容量。

除了NMT和AMPS之外，另一個被廣泛應(yīng)用的1G標準是TACS(Total Access Communication Systems)，首發(fā)于英國。

1983年2月，英國政府宣布，BT(英國電信)和Racal Millicom(沃達豐的前身)這兩家公司將以AMPS技術(shù)為基礎(chǔ)，建設(shè)TACS移動通信網(wǎng)絡(luò)。

1985年1月1日，沃達豐正式推出TACS服務(wù)(從愛立信買的設(shè)備)，當時只有10個基站，覆蓋整個倫敦地區(qū)。

TACS的單個信道帶寬是25KHz，上行使用890-905MHz，下行935-950MHz，一共有600個信道用于傳輸語音和控制信號。

TACS系統(tǒng)主要是由摩托羅拉開發(fā)出來的，實際上是AMPS系統(tǒng)的修改版本。兩者之間除了頻段、頻道間隔、頻偏和信令速率不同，其它完全一致。

和北歐的NMT相比，TACS的性能特點有明顯的區(qū)別。NMT適合北歐國家(斯堪的納維亞半島)人口稀少的農(nóng)村環(huán)境，采用的是450MHz(后來改成800MHz)的頻率，小區(qū)范圍更大，

而TACS的優(yōu)勢是容量，而非覆蓋距離。TACS系統(tǒng)發(fā)射機功率較小，適合英國這樣人口密度高、城市面積大的國家。

隨著用戶數(shù)量的增加，后來TACS補充了一些頻段(10MHz)，變成ETACS(Extended TACS)。日本NTT在TACS基礎(chǔ)上，搞出了JTACS。

值得一提的是，1987年中國在廣州建設(shè)的第一個移動通信基站，采用的就是TACS技術(shù)，合作廠商是摩托羅拉。

除了AMPS，TACS和NMT之外，1G技術(shù)還包括德國的C-Netz、法國的Radiocom 2000和意大利的RTMI等。這些百花齊放的技術(shù)，宣告了移動通信時代的到來。(事實上，當時并沒有1G這樣的叫法，只是2G技術(shù)出現(xiàn)后，才把它們稱為1G，以作區(qū)分。)

2G

1982年，歐洲郵電管理委員會成立了“移動專家組”，專門負責通信標準的研究。

這個“移動專家組”，法語縮寫是GroupeSpécialMobile，后來這一縮寫的含義被改為“全球移動通信系統(tǒng)”(Global System for Mobile communications)，也就是大名鼎鼎的GSM。

GSM的成立宗旨，是要建立一個新的泛歐標準，開發(fā)泛歐公共陸地移動通信系統(tǒng)。他們提出了高效利用頻譜、低成本系統(tǒng)、手持終端和全球漫游等要求。

隨后幾年，歐洲電信標準組織(ETSI)完成了GSM 900MHz和1800MHz(DCS)的規(guī)范制定。

1991年，芬蘭的Radiolinja公司(現(xiàn)為ELISA Oyj的一部分)在GSM標準的基礎(chǔ)上，推出了全球首個2G網(wǎng)絡(luò)。

眾所周知，2G采用數(shù)字技術(shù)取代1G的模擬技術(shù)，通話質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性大幅提升，更加安全可靠，設(shè)備能耗也大幅下降。

除了GSM之外，另一個廣為人知的2G標準就是美國高通公司推出的CDMA。準確來說，是IS-95或cdmaOne。

IS-95有兩個版本，分別是IS-95A和IS-95B。前者可以支持高達14.4kbps的峰值數(shù)據(jù)速率，而后者則達到115kbps。

除了IS-95之外，美國還搞出過IS-54(North America TDMA Digital Cellular)和IS-136(1996年)。

其實，2G并不是只有GSM和CDMA。

美國蜂窩電話工業(yè)協(xié)會(Cellular Telephone Industries Association)基于AMPS技術(shù)搞出了一個數(shù)字版的AMPS，叫做D-AMPS(Digit-AMPS)，其實也算是2G標準。1990年，日本推出的PDC(Personal Digital Cellular)，也屬于2G標準。

2.5G

20世紀末，隨著互聯(lián)網(wǎng)的大爆發(fā)，人們對移動上網(wǎng)提出了強烈的需求。于是，GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無線業(yè)務(wù))開始出現(xiàn)。

我們可以把GPRS看作是GSM的一個“插件”。在GPRS的幫助下，網(wǎng)絡(luò)可以提供最高114Kbps的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率。

GPRS最早在1993年提出，1997年出臺了第一階段的協(xié)議。它的出現(xiàn)，是蜂窩通信歷史的一個轉(zhuǎn)折點。因為它意味著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開始崛起，成為移動通信的主要發(fā)展方向。

2.75G

GPRS技術(shù)推出之后，電信運營商還搞出了速率更快的技術(shù)，名字叫做Enhanced Data-rates for GSM Evolution(GSM演進的增強速率)，也就是很多人可能比較熟悉的EDGE。

手機信號邊上經(jīng)常看到的E，就是EDGE

EDGE最大的特點就是在不替換設(shè)備的情況下，可以提供兩倍于GPRS的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率。因為得到了部分運營商的青睞。世界上首個EDGE網(wǎng)絡(luò)，是美國AT&T公司于2003年在自家GSM網(wǎng)絡(luò)上部署的。

3G

1996年，歐洲成立UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統(tǒng))論壇，專注于協(xié)調(diào)歐洲3G的標準研究。以諾基亞、愛立信、阿爾卡特為代表的歐洲陣營，清楚地認識到CDMA的優(yōu)勢，于是，開發(fā)出了原理相類似的W-CDMA系統(tǒng)。

之所以叫做W-CDMA(Wide-CDMA)，是因為它的信道帶寬達到5MHz，比CDMA2000的1.25MHz更寬。

很多人搞不清楚UMTS和WCDMA的關(guān)系。其實，UMTS是歐洲那邊對3G的統(tǒng)稱。WCDMA是UMTS的一種實現(xiàn)，一般特指無線接口部分。待會我們提到的TD-SCDMA，也屬于UMTS。

為了能夠和美國抗衡，歐洲ETSI還聯(lián)合日本、中國等共同成立了3GPP組織(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計劃)，合作制定全球第三代移動通信標準。

反觀北美陣營這邊，內(nèi)部意見存在分歧。

以朗訊、北電為代表的企業(yè)，支持WCDMA和3GPP。而以高通為代表的另一部分勢力，聯(lián)合韓國，組成了3GPP2組織，與3GPP抗衡。他們推出的標準，是基于CDMA 1X(IS-95)發(fā)展起來的CDMA2000標準。

CDMA2000雖然是3G標準，但一開始的峰值速率并不高，只有153kbps。后來，通過演進到EVDO(EVolution Data Optimized)，數(shù)據(jù)速率有了明顯的提升，可以提供高達14.7Mbps的峰值下載速度和5.4Mbps的峰值上傳速度。

中國在這一時期，也推出了自己的3G標準候選方案(也就是大家熟知的TD-SCDMA)，共同參與國際競爭。

經(jīng)過激烈的角逐和博弈，最終，ITU國際電信聯(lián)盟確認了全球3G的三大標準，分別是歐洲主導的WCDMA，美國主導的CDMA2000，還有中國的TD-SCDMA。

在3G商用進度方面，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張商用3G網(wǎng)絡(luò)(基于WCDMA)。

3.75G

在UMTS的基礎(chǔ)上，ETSI和3GPP又開發(fā)出了HSPA(High Speed Packet Access，高速分組接入)、HSPA+、dual-carrier HSPA+(雙載波HSPA+), 以及HSPA+ Evolution(演進型HSPA+)。這些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的速率明顯超過傳統(tǒng)3G，人們將其稱為3.75G。

正因為HSPA+的速率很快，甚至超過了早期的LTE和WiMAX。所以，當時有一些運營商(例如美國T-Mobile)，沒有立刻啟動LTE的建設(shè)，而是將現(xiàn)有的HSPA網(wǎng)絡(luò)升級為HSPA+。我們國家的中國聯(lián)通，當時也有類似的想法。

4G&5G

1999年，IEEE標準委員會成立了一個工作組，專門制定無線城域網(wǎng)標準。2001年，IEEE 802.16的第一個版本正式發(fā)布，后來發(fā)展為IEEE 802.16m。

IEEE 802.16，也就是后來廣為人知的WiMAX(全球微波互聯(lián)接入)。

WiMAX引入了MIMO(多天線)、OFDM(正交頻分復用)等先進技術(shù)，下載速率得到極大提升，給3GPP帶來了很大的壓力。

于是，3GPP在UMTS的基礎(chǔ)上，加緊推出了LTE(同樣引入了MIMO和OFDM)，與WiMAX進行競爭。后來，又持續(xù)演進出了LTE-Advanced(2009年)，速率有了數(shù)倍的提升。

2008年，ITU國際電信聯(lián)盟發(fā)布了4G標準應(yīng)該遵循的要求，并將之命名為IMT-Advanced。真正符合要求的，只有3GPP的LTE-Advanced，IEEE的802.16m，以及中國工信部提交的TD-LTE-Advanced。也就是說，它們是真正的4G標準。

2009年12月14日，全球首個面向公眾的LTE服務(wù)網(wǎng)絡(luò)(以4G的名義)，在瑞典首都斯德哥爾摩和挪威首都奧斯陸開通。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分別來自愛立信和華為，而用戶終端則來自三星。

經(jīng)過激烈的產(chǎn)業(yè)大戰(zhàn)，LTE最終戰(zhàn)勝WiMAX，獲得全球范圍的擁護和認可。WiMAX迅速失勢，被打入冷宮。(大家有興趣的話，可以看看這篇文章：WiMAX的坑爹史)

再往后，3GPP推出5G(IMT-2020)，一統(tǒng)天下。這里面的故事，就不用我多說什么了吧?我們每個人，都是新歷史的見證者。

時光荏苒，歲月蹉跎。歷經(jīng)將近一個世紀的發(fā)展，移動通信網(wǎng)絡(luò)從無到有，從弱到強。它推動了歷史的車輪，也加速了社會的變遷。

未來的移動通信將何去何從，讓我們拭目以待!