移动电话

蜂窝通信

所有蜂窝电话系统都有以下几个基本特征:

1. 蜂窝系统所服务的地理区域被分解成更小的地理区域或单元。在地图和图表上，统一的六边形最常被用来表示这些细胞;但实际上，无线电波并不局限于六边形区域，所以实际的细胞形状是不规则的。
2. 所有沟通用给定小区内的移动或便携式仪器连接到为小区服务的基站。
3. 由于电池供电的便携式仪器发射功率较低，分配给一个单元的特定发送和接收频率可以在更大地理区域内的其他单元中重复使用。因此，光谱效率蜂窝系统(即，它可以将其无线电频谱的部分用于的用途)增加的因素等于一个频率在其服务区域内可以重复使用的次数。
4. 当移动仪器在通话过程中从一个小区转到另一个小区时，中央控制器自动将呼叫从旧小区转到新小区，而信号接收不会有明显的中断。这个过程被称为交接。中央控制器，或移动电话切换office (MTSO)，因此充当智能中央办公室交换机，跟踪移动用户的移动。
5. 当给定小区内对无线电信道的需求超过能力在该单元中(通过同时支持的呼叫数量来衡量)，过载的单元被“分割”为更小的单元，每个单元都有自己的基站和中央控制器。然后，原始细胞系统的射频分配被重新安排，以适应更大数量的小细胞。

不连续单元之间的频率重用和随着需求增加而分裂的单元是区分蜂窝系统与其他无线电话系统的概念。它们允许移动电话提供商为可能包含数十万客户的大都市地区提供服务。

蜂窝系统的发展

在美国，移动发射机和接收器与公用交换电话网(PSTN)开始于1946年，随着流动电话服务(MTS)美国电话电报公司（美国电话电报公司(AT&T))。在美国的MTS系统中，用户想要用手机拨打电话，必须手动搜索未使用的频道才能拨打电话。然后，用户与移动运营商通话，后者实际通过PSTN拨打了该呼叫。无线电连接很简单。在这种情况下，一次只能有一方通话，通话方向由手机上的一键式通话开关控制。1964年AT&T推出了改善流动电话服务。这提供了全双工操作、自动拨号和自动通道搜索。最初提供了11个频道，但在1969年又增加了12个频道。由于在给定的地理区域内，只有11(或12)个通道可供系统的所有用户使用市区在大城市附近)，IMTS系统面临着对非常有限的渠道资源的高需求。此外，每个基站天线必须建在一个很高的建筑上，必须以高功率传输，以便覆盖整个服务区域。由于这些高功率要求，IMTS系统中的所有用户单元都是携带大型蓄电池的基于机动车辆的仪器。

在此期间，一个真正的细胞系统，被称为先进的移动电话系统AMPS主要由美国电话电报公司(AT&T)开发摩托罗拉公司。AMPS基于666个配对语音通道，在800兆赫区域内间隔30千赫兹。该系统采用了模拟调制方法,频率调制从一开始就设计用于支持汽车和行人使用的用户单元。它于1983年在芝加哥公开推出，从一开始就取得了成功。在第一年服务结束时，全美共有20万AMPS用户;五年后，这一数字超过了200万。为了应对预期的服务短缺，美国手机行业提出了几种增加容量的方法，而不需要额外的频谱分配。一种模拟调频方法，由摩托罗拉在1991年提出，被称为窄带AMPS或NAMPS。在NAMPS系统中，每个现有的30千赫兹语音信道被分割成3个10千赫兹的信道。因此，NAMPS系统提供了2496个频道，取代了AMPS系统中可用的832个频道。第二种方法是由电信工业协会(TIA)在1988年提出了数字调制和数字语音压缩技术结合与一个时分多址(TDMA)方法；这也允许三个新的语音通道取代一个AMPS通道。最后，在1994年出现了第三种方法，最初由，也被TIA采纳为标准。第三种方法使用一种称为扩频多路接入的形式码分多址(CDMA) -一种技术，像最初的TIA方法一样，结合了数字语音压缩和数字调制。(有关信息压缩、信号调制和多址技术的更多信息，看到电信)。CDMA系统提供了现有AMPS蜂窝技术的10到20倍的容量。所有这些改进容量的蜂窝系统最终部署但是，由于它们彼此不兼容，它们支持而不是取代了旧的AMPS标准。

虽然AMPS是第一个开发的蜂窝系统，但日本的系统是1979年第一个部署的蜂窝系统。在AMPS之前运行的其他系统包括北欧移动电话(NMT)系统，该系统于1981年部署在丹麦，芬兰以及1983年在英国部署的全面接入通信系统(TACS)。在接下来的几年里，许多其他的蜂窝系统被开发并部署在更多的国家。所有这些都是互不相容的。1988年，一群政府拥有的公共电话机构在欧洲共同体宣布数字化全球移动通信系统，简称GSM，这是第一个这样的系统，允许一个欧洲国家的任何蜂窝用户在另一个欧洲国家使用相同的设备进行操作。GSM很快成为无处不在的在欧洲．

20世纪80年代的模拟蜂窝系统现在被称为“第一代”(或1G)系统，在20世纪80年代末和90年代初开始出现的数字系统被称为“第二代”。自从引入2G流动电话以来，为了提供数据服务和应用程序，例如互联网浏览,双向短信，静态图像传输，移动接入个人电脑．iMode是这类应用中最成功的应用之一，由日本移动服务部门NTT DoCoMo于1999年在日本推出日本电报电话公司．支持通过互联网访问选定网站、互动游戏、信息检索iMode非常成功;在imode推出的三年内，日本就有超过3500万用户拥有支持imode功能的手机。

从1985年开始，总部设在日内瓦的国际电信联盟(ITU)的一个研究小组开始考虑未来公共陆地移动电话系统(FPLMTS)的规范。这些规范最终成为一套“第三代(3G)蜂窝标准，统称为IMT-2000。3G标准松散地基于以下几个属性:CDMA技术的使用;最终能够支持三类用户(基于车辆的用户、行人用户和固定用户);支持语音的能力，数据，以及多媒体服务。世界上第一个3G服务于2001年10月在日本开始使用NTT DoCoMo提供的系统。很快，日本的许多不同运营商都提供了3G服务，韩国美国和其他国家。与3G系统更高的数据速率兼容的几种新型服务已经商业化，包括全动态视频传输、图像传输、位置感知服务(通过使用全球定位系统[GPS]技术)，高速率数据传输．

移动电话处理比3G更多的数据的需求不断增加，这可能导致了移动电话的发展4 g技术．2008年电联为所谓的IMT-Advanced (4G)提出了一系列要求;这些要求包括a的数据速率为每秒1千兆比特静止的用户和100兆每秒移动用户。国际电联在2010年决定两种技术，LTE-Advanced(长期演进;LTE)和wiessman - advanced(也称为WiMAX)符合要求。2009年，瑞典电信公司TeliaSonera在斯德哥尔摩推出了首个4G LTE网络。

机载蜂窝系统

除了上面描述的地面移动电话系统外，还有一些系统允许商用飞机上的乘客向PSTN拨打电话。这些飞行电话的通用名称航空公共通信(APC)系统，有两种类型:基于地面的，电话直接从飞机上接到途中的地面站;还有基于卫星的，电话通话转播通过卫星传送到地面站。在美国北美地面系统(NATS)是由一种公司在1984年。在十年内，该系统被安装在1700多架飞机上，美国的地面站覆盖了美国大部分地区和加拿大南部。第二代系统GTE Airfone GenStar采用数字调制。在欧洲，欧洲电信标准协会(ETSI)采用了一种地面APC系统1992年的地面飞行电话系统(TFTS)。该系统采用数字调制方法，在1670 - 1675和1800 - 1805兆赫波段工作。为了覆盖欧洲大部分地区，地面站必须每50至700公里(30至435英里)间隔一次。