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移动通信原理与系统
1.2.3 1.3 移动通信的发展

1.3 移动通信的发展

可以说移动通信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一个固定站与一艘拖船之间进行的,距离为18海里。这一实验证明了收发信机在移动和分离状态下通过无线信道进行移动通信是可行的,标志着移动通信的开始。现代移动通信技术的发展始于20世纪20年代,大致经历了4个发展阶段。

第一阶段从20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20世纪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发展。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。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡,接续方式为人工接续,网络容量较小。

第三阶段从20世纪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,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20世纪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。到1985年3月已扩展到47个地区,约10万移动用户。其他工业化国家也相继开发出蜂窝式公用移动通信网,标志着公用移动通信系统实用化时代的开始。这一阶段移动通信系统的特点是采用双工频分多址技术,采用频率复用技术,可以自动接入有线电话网。

这一阶段,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,各种轻便的终端设备被不断地推出。其次,提出并形成了移动通信新体制。在这方面最重要的突破是贝尔试验室在20世纪70年代提出的蜂窝网概念。蜂窝网,即所谓小区制,小区中实现频率再用,大大提高了系统容量,为建立大规模商用的移动通信系统建立了理论基础。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支持。

移动通信系统从20世纪80年代发展成为大容量的实用系统至今,根据其发展历程和发展方向,可以划分为三代。