二戰期間，摩托羅拉的 SCR 系列步話機在戰場上屢建功勳，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用於民用市場的渴望。

SCR-300

戰爭結束後，1946 年，美國 AT&T 公司將無線收發機與公共交換電話網（PSTN）相連，正式推出了面向民用的 MTS（Mobile Telephone Service）行動電話服務。

在 MTS 中，如果使用者想要撥打電話，必須先手動搜尋一個未使用的無線頻道，然後先與運營商接線員進行通話，請求對方透過 PSTN 網路進行二次接續。

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

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，並在通話結束後手動計算費用，確認賬單。

儘管 MTS 現在看來非常另類，但它確實是有史以來人類第一套商用行動電話系統。

等等！不是說行動電話發明於 70 年代嘛？怎麼 40 年代就有了？

大家別慌，MTS 所指的 Mobile Telephone（行動電話），並不是手機，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。

MTS 系統（1946 年）

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

汽車後備箱裡龐大的訊號收發裝置

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，位於市中心，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）”的構想。

他認為，與其一味地提升訊號發射功率，不如限制訊號傳輸的範圍，將訊號控制在一個有限的區域（小區）內。

這樣一來，不同的小區可以使用相同的頻率，互不影響，提升系統容量。

道格拉斯當時的論文，標題為 “行動電話——廣域覆蓋”

蜂窩通訊的設想雖然很好，但是，同樣受限於當時的電子技術（尤其是切換技術），無法實現。貝爾實驗室只能將其束之高閣。

到了 50 年代，陸續有更多的國家開始建設車載電話網路。例如，1952 年，西德（聯邦德國）推出的 A-Netz。

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

列昂尼德和他的ЛК-1 型便攜行動電話

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

IMTS 支援全雙工、自動撥號和自動頻道搜尋，可以提供了 11 個頻道（後來為 12 個），相比 MTS 有了質的飛躍。

IMTS 行動電話（摩托羅拉）

1971 年，芬蘭推出了公共行動電話網路 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。

不管是 Altai，還是 IMTS 或 ARP，後來都被稱為 “0G”或 “Pre-1G（準 1G）”移動通訊技術。

▉ 1G

進入 70 年代後，隨著半導體工藝的發展，手機的誕生條件終於成熟。

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）終於書寫了歷史，發明了世界上第一款真正意義上的手機（手持式個人行動電話）。

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

第一代 DynaTAC

1974 年，美國聯邦通訊委員會（FCC）批准了部分無線電頻譜，用於蜂窩網路的試驗。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”了衛星通訊商業使用權。無奈之下，他們在貝爾實驗室組建了行動通訊部門，尋找新的機會。

1964–1974 年期間，貝爾實驗室開發了一種叫作 HCMTS（大容量移動式電話系統）的模擬系統。該系統的信令和話音通道均採用 30kHz 頻寬的 FM 調製，信令速率為 10kbps。

由於當時並沒有無線移動系統的標準化組織，AT&T 公司就給 HCMTS 制定了自己的標準。後來，電子工業協會（EIA）將這個系統命名為暫定標準 3(Interim Standard 3，IS-3)。

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

AT&T 就是採用 AMPS 技術，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，賺了不少錢。所以，他們一直極力反對 FCC 給蜂窩通訊發放頻譜，以免影響自己的 RCCs 市場。但與此同時，他們也在拼命研發蜂窩通訊技術，進行技術儲備。這才有了前面 DynaTAC 的誕生。

FCC 發放頻譜後，摩托羅拉基於 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）在東京大都會地區推出了世界首個商用自動化蜂窩通訊系統。這個系統後來被認為是全球第一個 1G 商用網路。

當時，系統擁有 88 個基站，支援不同小區站點之間的全自動呼叫切換，不需要人工干預。

系統採用 FDMA 技術，通道頻寬 25KHz，處於 800MHz 頻段，雙工通道總數為 600 個。

兩年後，1981 年，北歐國家挪威和瑞典建立了歐洲的首個 1G 行動網路——NMT（ Nordic Mobile Telephones，北歐行動電話）。不久後，丹麥和芬蘭也加入了他們。NMT 成為全球第一個具有國際漫遊功能的行動電話網路。

再後來，沙烏地阿拉伯、俄羅斯和其它一些波羅的海和亞洲國家也引入了 NMT。

NMT 電話（愛立信製造）

1983 年，後知後覺的美國終於想起來要搞自己的 1G 商用網路。

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

DynaTAC 8000X

1983 年 10 月 13 日，Americitech 行動通訊公司（來自 AT&T）基於 AMPS 技術，在芝加哥推出了全美第一張 1G 網路。

當時的第一個使用者，Dave Meilhan

這張網路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 頻寬。藉助這些頻寬，AMPS 承載了 666 個雙工通道，單個上行或下行通道的頻寬為 30KHz。後來，FCC 又追加分配了 10MHz 頻寬。因此，AMPS 的雙工通道總數變為 832 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。五年後，使用者數變成 200 萬。

迅猛增長的使用者數量遠遠超過了 AMPS 網路的承受能力。後來，為了提升容量，摩托羅拉推出的窄帶版 AMPS 技術，即 NAMPS。它將現有的 30KHz 語音通道分成三個 10KHz 通道（通道總數變成 2496 個），以此節約頻譜，擴充容量。

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

1983 年 2 月，英國政府宣佈，BT（英國電信）和 Racal Millicom（沃達豐的前身）這兩家公司將以 AMPS 技術為基礎，建設 TACS 行動通訊網路。

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

TACS 的單個通道頻寬是 25KHz，上行使用 890-905MHz，下行 935-950MHz，一共有 600 個通道用於傳輸語音和控制訊號。

TACS 系統主要是由摩托羅拉開發出來的，實際上是 AMPS 系統的修改版本。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 的效能特點有明顯的區別。NMT 適合北歐國家（斯堪的納維亞半島）人口稀少的農村環境，採用的是 450MHz（後來改成 800MHz）的頻率，小區範圍更大，

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

隨著使用者數量的增加，後來 TACS 補充了一些頻段（10MHz），變成 ETACS（Extended TACS）。日本 NTT 在 TACS 基礎上，搞出了 JTACS。

值得一提的是，1987 年中國在廣州建設的第一個行動通訊基站，採用的就是 TACS 技術，合作廠商是摩托羅拉。

中國第一個基站（廣州）

除了 AMPS，TACS 和 NMT 之外，1G 技術還包括德國的 C-Netz、法國的 Radiocom 2000 和義大利的 RTMI 等。這些百花齊放的技術，宣告了行動通訊時代的到來。（事實上，當時並沒有 1G 這樣的叫法，只是 2G 技術出現後，才把它們稱為 1G，以作區分。）

▉ 2G

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

這個 “移動專家組”，法語縮寫是 GroupeSpécialMobile，後來這一縮寫的含義被改為 “全球移動通訊系統”（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，開發泛歐公共陸地移動通訊系統。他們提出了高效利用頻譜、低成本系統、手持終端和全球漫遊等要求。

隨後幾年，歐洲電信標準組織（ETSI）完成了 GSM 900MHz 和 1800MHz（DCS）的規範制定。

1991 年，芬蘭的 Radiolinja 公司（現為 ELISA Oyj 的一部分）在 GSM 標準的基礎上，推出了全球首個 2G 網路。

眾所周知，2G 採用數字技術取代 1G 的模擬技術，通話質量和系統穩定性大幅提升，更加安全可靠，裝置能耗也大幅下降。

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。前者可以支援高達 14.4kbps 的峰值資料速率，而後者則達到 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 並不是只有 GSM 和 CDMA。

美國蜂窩電話工業協會（Cellular Telephone Industries Association）基於 AMPS 技術搞出了一個數字版的 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），也屬於 2G 標準。

▉ 2.5G

20 世紀末，隨著網際網路的大爆發，人們對移動上網提出了強烈的需求。於是，GPRS（General Packet Radio Service，通用分組無線業務）開始出現。

我們可以把 GPRS 看作是 GSM 的一個 “外掛”。在 GPRS 的幫助下，網路可以提供最高 114Kbps 的資料業務速率。

GPRS 最早在 1993 年提出，1997 年出臺了第一階段的協議。它的出現，是蜂窩通訊歷史的一個轉折點。因為它意味著資料業務開始崛起，成為行動通訊的主要發展方向。

▉ 2.75G

GPRS 技術推出之後，電信運營商還搞出了速率更快的技術，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。

手機訊號邊上經常看到的 E，就是 EDGE

EDGE 最大的特點就是在不替換裝置的情況下，可以提供兩倍於 GPRS 的資料業務速率。因為得到了部分運營商的青睞。世界上首個 EDGE 網路，是美國 AT&T 公司於 2003 年在自家 GSM 網路上部署的。

▉ 3G

1996 年，歐洲成立 UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通訊系統）論壇，專注於協調歐洲 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 的優勢，於是，開發出了原理相類似的 W-CDMA 系統。

之所以叫做 W-CDMA（Wide-CDMA），是因為它的通道頻寬達到 5MHz，比 CDMA2000 的 1.25MHz 更寬。

很多人搞不清楚 UMTS 和 WCDMA 的關係。其實，UMTS 是歐洲那邊對 3G 的統稱。WCDMA 是 UMTS 的一種實現，一般特指無線介面部分。待會我們提到的 TD-SCDMA，也屬於 UMTS。

為了能夠和美國抗衡，歐洲 ETSI 還聯合日本、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行動通訊標準。

反觀北美陣營這邊，內部意見存在分歧。

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

CDMA2000 雖然是 3G 標準，但一開始的峰值速率並不高，只有 153kbps。後來，透過演進到 EVDO（EVolution Data Optimized），資料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。

經過激烈的角逐和博弈，最終，ITU 國際電信聯盟確認了全球 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 網路（基於 WCDMA）。

▉ 3.75G

在 UMTS 的基礎上，ETSI 和 3GPP 又開發出了 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+）。這些網路技術的速率明顯超過傳統 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，而是將現有的 HSPA 網路升級為 HSPA+。我們國家的中國聯通，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，專門制定無線都會網路標準。2001 年，IEEE 802.16 的第一個版本正式釋出，後來發展為 IEEE 802.16m。

IEEE 802.16，也就是後來廣為人知的 WiMAX（全球微波互聯接入）。

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

於是，3GPP 在 UMTS 的基礎上，加緊推出了 LTE（同樣引入了 MIMO 和 OFDM），與 WiMAX 進行競爭。後來，又持續演進出了 LTE-Advanced（2009 年），速率有了數倍的提升。

2008 年，ITU 國際電信聯盟釋出了 4G 標準應該遵循的要求，並將之命名為 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 服務網路（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。網路裝置分別來自愛立信和華為，而使用者終端則來自三星。

經過激烈的產業大戰，LTE 最終戰勝 WiMAX，獲得全球範圍的擁護和認可。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）

再往後，3GPP 推出 5G（IMT-2020），一統天下。這裡面的故事，就不用我多說什麼了吧？我們每個人，都是新歷史的見證者。

時光荏苒，歲月蹉跎。歷經將近一個世紀的發展，行動通訊網路從無到有，從弱到強。它推動了歷史的車輪，也加速了社會的變遷。

未來的行動通訊將何去何從，讓我們拭目以待！