发展过程
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固定站与一艘拖船之间进行的,距离为18海里。
现代移动通信技术的发展始于本世纪20年代,大致经历了五个发展阶段。
第一阶段从本世纪20年代至40年代,为早期发展阶段。在这期间,首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。该系统工作频率为2MHz,到40年代提高到30~40MHz可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段,特点是专用系统开发,工作频率较低。
第二阶段从40年代中期至60年代初期。在此期间内,公用移动通信业务开始问世。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”。当时使用三个频道,间隔为120kHz,通信方式为单工,随后,西德(1950年)、法国(1956年)、英国(1959年)等国相继研制了公用移动电话系统。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过 渡,接续方式为人工,网的容量较小。
第三阶段从60年代中期至70年代中期。在此期间,美国推出了改进型移动电话系统(1MTS),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。可以说,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。
第四阶段从70年代中期至80年代中期。这是移动通信蓬勃发展时期。1978年底,美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统(AMPS),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,约10万移动用户。其它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、大胶、神户等地投入商用。西德于1984年完成C网,频段为450MHz。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,以后覆盖了全国,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。移动通信大发展的原因,除了用户要求迅猛增加这一主要推动力之外,还有几方面技术进展所提供的条件。首先,微电子技术在这一时期得到长足发展,这使得通信设备的小型化、微型化有了可能性,各种轻便电台被不断地推出。其次,提出并形成了移动通信新体制。随着用户数量增加,大区制所能提供的容量很快饱和,这就必须探索新体制。在这方面最重要的突破是贝尔试验室在70年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网,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,蜂窝概念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。第三方面进展是随着大规模集成电路的发展而出现的微处理器技术日趋成熟以及计算机技术的迅猛发展,从而为大型通信网的管理与控制提供了技术手段。
第五阶段从80年代中期开始。这是数字移动通信系统发展和成熟时期。
以AMPS和TACS为代表的第一代蜂窝移动通信网是模拟系统。模拟蜂窝网虽然取得了很大成功,但也暴露了一些问题。例如,频谱利用率低,移动设备复杂,费用较贵,业务种类受限制以及通话易被窃听等,最主要的问题是其容量已不能满足日益增长的移动用户需求。解决这些问题的方法是开发新一代数字蜂窝移动通信系统。数字无线传输的频谱利用率高,可大大提高系统容量。另外,数字网能提供语音、数据多种业务服务,并与ISDN等兼容。实际上,早在70年代末期,当模拟蜂窝系统还处于开发阶段时,一些发达国家就着手数字蜂窝移动通信系统的研究。到80年代中期,欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网(GSM)的体系。随后,美国和日本也制定了各自的数字移动通信体制。泛欧网GSM已于1991年7月开始投入商用,预计1995年将覆盖欧洲主要城市、机场和公路。可以说,在未来十多年内数字蜂窝移动通信将处于一个大发展时期,及有可能成为陆地公用移动通信的主要系统。
与其它现代技术的发展一样,移动通信技术的发展也呈现加快趋势,目前,当数字蜂窝网刚刚进入实用阶段,正方兴末艾之时,关于未来移动通信的讨论已如火如菜地展开。各种方案纷纷出台,其中最热门的是所谓个人移动通信网。关于这种系统的概念和结构,各家解释并末一致。但有一点是肯定的,即未来移动通信系统将提供全球性优质服务,真正实现在任何时间、任何地点、向任何人提供通信服务这一移动通信的最高目标。
移动通信史上的十件大事
一、上帝创造了何等奇迹!——电报的发明
二、“沃森特先生,快来帮我啊”——电话的发明
三、无形的信使——电磁波的发现
四、“要是我能指挥电磁波,就可飞越整个世界”——无线电报的发明
五、载着声音飞翔的电波——无线电通信的发明
六、个人通信的发源地——传呼的诞生
七、实现个人电话的梦想 ——蜂窝式移动电话的诞生
八、让手机走近每一个人——GSM手机的出现
九、辉煌的失败 ——全球“铱”星系统
十、山雨欲来风满楼——新一代手机的诞生
一、上帝创造了何等奇迹!——电报的发明
人类历史上最早的通信手段和现在一样是“无线”的,如利用以火光传递信息的烽火台,通常大家认为这是最早传递消息的方式了。事实上不是,在我国和非洲古代,击鼓传信是最早最方便的办法,非洲人用圆木特制的大鼓可传声至三四公里远,再通过“鼓声接力”和专门的“击鼓语言”,可在很短的时间内把消息准确地传到50公里以外的另一个部落,不会像前段时间湖南卫视的“悄悄话接力”那样传得完全变了样。
其实,不论是击鼓、烽火、旗语(通过各色旗子的舞动)还是今天的移动通信,要实现消息的远距离传送,都需要中继站的层层传递,消息才能到达目的地。不过,由于那时人类还没有发现电,所以要想畅通快速地实现远距离传递消息只有等待了……
人类通信史上革命性变化,是从把电作为信息载体后发生的。
1753年2月17日,在《苏格兰人》杂志上发表了一封署名C·M的书信。在这封信中,作者提出了用电流进行通信的大胆设想。虽然在当时还不十分成熟,而且缺乏应用推广的经济环境,却使人们看到了电信时代的一缕曙光。
1793年,法国查佩兄弟俩在巴黎和里尔之间架设了一条230千米长的接力方式传送信息的托架式线路。据说两兄弟是第一个使用“电报”这个词的人。
1832年,俄国外交家希林在当时著名物理学家奥斯特电磁感应理论的启发下,制作出了用电流计指针偏转来接收信息的电报机;1837年6月,英国青年库克获得了第一个电报发明专利权。他制作的电报机首先在铁路上获得应用。不过,这种方式很不方便和实用,无法投入真正的实用阶段。历史到了这关键的时候,仿佛停顿了下来,还得等待一个画家来解决。美国画家莫尔斯在1832年旅欧学习途中,开始对这种新生的技术发生了兴趣,经过3年的钻研之后,在1835年,第一台电报机问世。但如何把电报和人类的语言连接起来,是摆在莫尔斯面前的一大难题,在一丝灵感来临的瞬间,他在笔记本上记下这样一段话:
“电流是神速的,如果它能够不停顿走十英里,我就让他走遍全世界。电流只要停止片刻,就会出现火花,火花是一种符号,没有火花是另一种符号,没有火花的时间长又是一种符号。这里有三种符号可组合起来,代表数字和字母。它们可以构成字母,文字就可以通过导线传送了。这样,能够把消息传到远处的崭新工具就可以实现了!”
随着这种伟大思想的成熟,莫尔斯成功地用电流的“通”、“断”和“长断”来代替了人类的文字进行传送,这就是鼎鼎大名的莫尔斯电码。
1843年,莫尔斯获得了3万美元的资助,他用这笔款修建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路,全长64.4公里。1844年5月24日,在座无虚席的国会大厦里,莫尔斯用他那激动得有些颤抖的双手,操纵着他倾十余年心血研制成功的电报机, 向巴尔的摩发出了人类历史上的第一份电报:“上帝创造了何等奇迹!”
电报的发明,拉开了电信时代的序幕,开创了人类利用电来传递信息的历史。从此,信息传递的速度大大加快了。“嘀—嗒”一响(1秒钟),电报便可以载着人们所要传送的信息绕地球走上7圈半。这种速度是以往任何一种通信工具所望尘莫及的。
说到这里,还有一个故事必须提到,1912年“泰坦尼克”号撞到冰山后,发出电报“SOS,速来,我们撞上了冰山。”几英里之外的“加利福尼亚”号客轮本应能够救起数百条生命,但是这条船上的报务员不值班,因此没有收到这条信息。从此以后,所有的轮船都开始了全天候的无线电信号监听。




