第一章 滿足人類溝通的渴望

1 1G模擬通信，美國開啟移動時代

移動電話的出現，讓世界進一步縮小了，人與人之間的距離更近了，人們可以隨時隨地和遠在萬里之外的人溝通，而這不得不提到第一代移動通信系統。

關于1G模擬通信，相信一些人會想起一個很特別的移動電話——大哥大。和現在的智能手機相比，它顯然更加“單純”，它最主要的作用就是通話服務，因為整個1G時代的通信系統主要為用戶提供的就是模擬語音業務。

提到模擬通信，不得不提一個概念——蜂窩系統，它是在20世紀60年代由大名鼎鼎的美國貝爾實驗室提出的，但這一理論的實踐是伴隨著70年代的半導體技術逐漸發展的，而移動通信的發展和變革在歐美和日本社會幾乎同步進行，雖然這些區域采用的標準不同，但都是基于模擬蜂窩技術，所以統稱為第一代移動通信技術（First Generation wirelesstelephone technology），也就是我們所說的“1G”。

和后面的2G、3G等名詞相比，1G其實是一個反推而出的概念，因為當時出現模擬系統之后并沒有明確提出進行演進的計劃，而2G和3G的概念則是在GSM和CDMA開啟商用功能之后，由于國際電信聯盟提出了3G計劃，所以人們才知道上一代可以歸納為2G，于是也就以此類推出了1G，所以更多時候人們還是將1G稱作模擬系統。

蜂窩技術到底有哪些革命性的突破呢？主要體現在蜂窩式組網放棄了點對點傳輸和廣播覆蓋模式，把一個移動通信服務區分為許多以正六邊形為基本幾何圖形的覆蓋區域，看上去很像是蜂巢，這些單獨的區域就被稱為蜂窩小區，一個功率較低的發射機服務一個蜂窩小區，而在一個相對較小的區域內就可以設置一定數量的用戶，如果后續想要增加服務用戶的數量，只需要在一個服務區里多建立幾個基站就能實現容量的提升了。打個比方，蜂窩技術就是在一大片區域中勾勒出了基本輪廓，想要獲得更清晰的圖像只需要不斷添加細節即可，而如果是點對點傳輸就是在一片區域中無窮盡地增加點與線，效率低下，也無法進行有效的規劃和調整。

在蜂窩技術中，頻率也是一個繞不開的概念，它指的是蜂窩系統的基站工作頻率。因為基站的信號傳播損耗只能覆蓋一定的距離，在相隔一定距離的另一個基站可以重復使用同一組工作頻率，這個概念被稱為頻率復用。打個比方，在一個擁有幾十萬人口的城市中，如果每個用戶都有自己的頻道頻率，就需要極為廣大的頻譜資源去服務它，而頻率復用就是可以實現交集和共享，減緩了對資源的需求，提高了工作效率，甚至可以說這種分配方式能夠無限可用。因此，頻率是移動通信系統的核心，它的特點是頻段越低，基站發出的信號就越遠，也就是說450M的頻段比800M的頻段覆蓋得更遠。

1976年，美國摩托羅拉公司的工程師馬丁·庫帕首先將無線電應用于移動電話，就在同一年，國際無線電大會批準了800/900 MHz頻段，該頻段應用于移動電話的頻率分配方案。1978年底，貝爾試驗室研制出了世界首個移動蜂窩電話系統，1979年開通測試網絡，由于頻率未能獲得美國聯邦通信委員會的正式劃定，所以首個商用網絡是在日本，后來才在全美推廣并大獲成功，至此開始一直持續到80年代中期。

1G時代可謂百花齊放，當時許多國家都開始建設基于頻分復用技術和模擬調制技術的第一代移動通信系統，只不過不同的國家都有不同的標準，比如聯邦德國在1984年完成的C網絡，英國在1985年開發900MHz頻段的全接入通信系統，頗有一種群雄混戰的感覺。

在移動通信的發展史上，蜂窩技術毫無疑問是一次偉大革命，它的頻率復用概念極大地提高了頻率利用率，同時也擴大了系統容量。這種智能化的網絡實現了越區轉接和漫游功能，可以吸引更多的用戶加入，也為運營商的收入增長提供了保障。

隨著時間的推移，美國開發的AMPS制式的移動通信系統最終在世界范圍內影響力占據榜首，一度在超過72個國家和地區展開運營，甚至到了1997年仍然被一些地方使用，能夠與之比肩的是英國的TACS制式1G系統，在將近30個國家使用，成為當時世界上最具影響力的兩大1G系統。

客觀地講，多種系統并存對市場并不是一件好事，因為一旦國家或者一個運營商指定了一個標準之后，通常情況下會繼續按照這個標準進行擴容和新建，這就會強化該標準的獨特性，導致不同國家和區域之間無法兼容信號，自然就不能實現漫游這類功能。因此，“大一統”成為移動通信快速發展的客觀要求。

和歐美國家相比，中國的1G模擬移動通信系統起步較晚，是在1987年11月18日開通并正式商用的，采用的是英國的TACS制式，而它在中國的使用周期長達14年，用戶數量最高達到了660萬。

1G模擬通信雖然已經退出了歷史舞臺，但是它的誕生開啟了一個新時代，移動通信不僅是一種技術革命，更是推動人類社會在各個方面朝著新的層級躍遷。