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让通信移动起来——从0G到1G

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接着上周推出的《移动通信的史前时代》,我们继续讲移动通信的发展。我们一起看一下《移动时代的到来》

精彩回顾:
移动通信技术的演进——从0G到 6G
移动通信的史前时代


在《移动通信的史前时代》我们讲到了通信从最原始的“近距离靠吼,远距离靠看”到贝尔大神发明有线电话。从麦克斯韦的电磁波预言到赫兹的电火花实验,马可尼的无线电报。这些都是无线通信的启蒙。我们今天一起来看一下移动通信的到来,让通信移动起来——从0G到1G.

No.1 让通信移动起来——0G
当马可尼的无线电报发明之后,让通信移动起来成为了一种可能。电磁波让通信不再受线的限制。既然电磁波能够传输电报,那无线电也应该可以传输语音?
早在20世纪20年代,已经有多个公司开发出来短波频段上的专用电台系统,以美国底特律市警察使用的车载无线电系统为例,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。二战前,美国军方已经认识到无线电通信的重要性,开始研制便携式无线通信工具,并且自己研制出一款报话机(WalkieTalkie)SCR-194,它全部由电子管制成,非常笨重,不很适用,很快就被淘汰。

1940年,加尔文制造公司受美军陆军部所托,研究一款供陆军使用的移动通话器。经过对旧款产品的吸收和改造,加尔文公司研制出 SCR-300步话机。SCR-300通信距离达到3英里,重量在32-38磅之间。相对于旧款步话机,更为坚固耐用,且抗干扰能力也更强,成为真正用于战场的步话机。

1942 年,摩托罗拉公司再下一城,研制出“手提式”步话机(Handy Talkie)SCR-536 。SCR-536最大的特点是仅重5磅,外形上与大家熟知的“大哥大”已经没有大差别。一名士兵就可手持进行对话,不再需要背负。通信距离最高可达4.8千米,制作成本低至30美元以下。SCR-536在二战时被大范围使用,约有13万台SCR-536先后投入使用,从而对盟军战时通信起到了重要保障作用。诺曼底登陆战时,盟军先头部队携带了大量SCR-536步话机,以保障进攻时的通信联络。SCR-536被认为是历史上第一台手提步话机。它与前几代机型一起,构成了现代便携式通话工具(包括对讲机、手机)的前身。






让通信移动起来,最早从军方开始,所以说战争是推动历史进步的发动机一点也没错。但要进入民用才是真正的移动通信的天下。所以我们把移动通信的背包时代称为0G

No.2 把通信装进口袋——1G

很显然,无论是SCR194还是后来的SCR536,都不是真正的民用系统,每天背着一大块金属,好像不太好吧。那便携式通信机就成了人们的渴求。

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。


1964年,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。


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、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。

在各种1G系统中,美国AMPS制式的移动通信系统在全球的应用最为广泛,它曾经在超过72个国家和地区运营,直到1997年还在一些地方使用。同时,也有近30个国家和地区采用英国TACS制式的1G系统。这两个移动通信系统是世界上最具影响力的1G系统。


中国的第一代模拟移动通信系统于1987年11月18日在广东第六届全运会上开通并正式商用,采用的是英国TACS制式。从中国电信1987年11月开始运营模拟移动电话业务到2001年12月底中国移动关闭模拟移动通信网,1G系统在中国的应用长达14年,用户数最高曾达到了660万。如今,1G时代那像砖头一样的手持终端——大哥大,已经成为了很多人的回忆。

第一代移动通信系统,由于摩托罗拉的杰出贡献,人们真真正正的把收发信机装进了口袋。但其缺点也很多:

  • 由于采用的是模拟技术,1G系统的容量十分有限。

  • 安全性和干扰也存在较大的问题。

  • 价格更是非常昂贵,成为当时的一种奢侈品和财富的象征。

  • 不同国家的各自为政也使得1G的技术标准各不相同,即只有“国家标准”,没有“国际标准”,国际漫游成为一个突出的问题

这些缺点都随着第二代移动通信系统的到来得到了很大的改善。

文章参考:

移动通信的史前,无线对讲系统


下一讲我们接着学习移动通信数字时代——2G。

来源:射频学堂
汽车电子通信试验
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首次发布时间:2023-03-05
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射频学堂
硕士 学射频,就来射频学堂。
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