【文章內(nèi)容簡介】 曲聲，最后還聽到親切的祝福聲，幾分鐘后，耳機中又傳出那聽慣了的電碼聲。 其實這并不是什么奇跡的出現(xiàn)，而是由美國物理學家費森登主持和組織的人類歷史上第一次無線電廣播。這套廣播設備是由費森登花了 4 年的時間設計出來的，包括特殊的高頻交流無線電發(fā)射機和能調(diào)制電波振幅的系統(tǒng)，從這時開始，電波就能載著聲音開始展翅飛翔了。 在這之前，也有無數(shù)人在無線電研究上取得了成 果，其中最出名的就是無線電廣播之父 —— 美國人巴納特史特波斐德，他于 1886 年便開始研究，經(jīng)過十幾年不懈努力而取得了成功，在 1902 年，他在肯塔基州穆雷市進行了第一次無線電廣播。他們在穆雷廣場放好話筒，由巴納特史特波斐德的兒子在話筒前說話、吹奏口琴，他在附近的樹林里放置了 5 臺礦石收音機，均能清晰地聽到說話和口琴聲，試驗獲得了成功。之后又在費城進行了廣播，并獲得了專利權?，F(xiàn)在，州立穆雷大學仍樹有“無線電廣播之父 —— 巴納特史特波斐德”的紀念碑。 與此同時，無線電通信逐漸被用于戰(zhàn)爭。在第一次和第二次世界大戰(zhàn)中 ，它都發(fā)揮了很大的威力，以致有人把第二次世界大戰(zhàn)稱之為“無線電戰(zhàn)爭”。 1920 年，美國匹茲堡的 KDKA 電臺進行了首次商業(yè)無線電廣播。廣播很快成為一種重要的信息媒體而受到各國的重視。后來，無線電廣播從“調(diào)幅”制發(fā)展到了“調(diào)頻”制，到本世紀 60 年代，又出現(xiàn)了更富有現(xiàn)場感的調(diào)頻立體聲廣播。 無線電頻段有著十分豐富的資源。在第二次世界大戰(zhàn)中，出現(xiàn)了一種把微波作為信息載體的微波通信。這種方式由于通信容量大，至今仍作為遠距離通信的主力之一而受到重視。在通信衛(wèi)星和廣播衛(wèi)星啟用之前，它還擔負著向遠地傳送電視節(jié)目的任務。 六、個人通信的發(fā)源地 —— 尋呼機的誕生 今天，漫步在城市街頭，我們時而可聽到一陣陣“噼、噼、噼”的響聲。這就是無線電尋呼機所發(fā)出來的聲音。無線電尋呼機又叫做 BP 機。它是專門用來接收由無線電尋呼系統(tǒng)發(fā)來的信息的，可以是尋人信息，也可以是有關天氣預報、股市行情等一類短消息。 說到現(xiàn)代移動通信，不能不提摩托羅拉。摩托羅拉最早是一家生產(chǎn)車用直流收音設備裝置的公司，該公司隨著汽車在美國的流行而迅速發(fā)展，二戰(zhàn)時期公司轉(zhuǎn)入無線電通訊設備的生產(chǎn)。 1941 年，摩托羅拉生產(chǎn)出了美軍參戰(zhàn)時唯一的便攜式無線電通訊工具 —— 5磅重手 持對講無線電樣機及此后的 SCR300型高頻率調(diào)頻背負式通話機， 1956 年，第一個無線電尋呼機也在該公司問世了。 早期的尋呼機形狀如單向收音機，有磚頭那么大。呼叫員整天在機器里不停地念著各種信息，有點像今天的出租車調(diào)度臺，是一種“大廣播”方式，你聽到的是呼叫員發(fā)出的所有信息。你得仔細留意自己的名字，錯過了，就再也找不到了。 后來，尋呼機獲得了個體特征。每個尋呼機都取了一個數(shù)字名字，因此它只接收對自己的呼喚，而忽略其它信息。當聽到對自己的呼喚時，呼機就會嘀滴地響起來，它的主人于是需要找到一部電話，向呼叫員詢問 信息，這就是模擬尋呼機。在 1968 年，日本率先在 150MHz 移動通信頻段上開通用聲音發(fā)出通知音和消息的模擬尋呼系統(tǒng)就是這類。 70 年代曾出現(xiàn)了語音呼機 —— 某種信息到來之前，尋呼機發(fā)出一種預定的聲音訊號，使用者打開機器便可聽到這一信息。 80 年代早期出現(xiàn)了數(shù)字呼機，它的屏幕很小，只能把數(shù)字寫在上面，以顯示不同的數(shù)字來代表不同的信息內(nèi)容。顯然，這種尋呼機所能傳遞的信息就比前一種豐富得多了，這類尋呼系統(tǒng)于 1973年在美國最先使用，其使用頻率為 150MHz 和 450MHz。 數(shù)字尋呼系統(tǒng)不僅有“人工”的，也有“自動”的 。人工尋呼是由話務員受理，然后再由話務員對信息進行編碼后發(fā)送給指定用戶。自動尋呼的上述操作過程都是由計算機自動進行處理的，不用人來操作。 隨后幾年出現(xiàn)了能顯示文字信息的尋呼機，這些信息可能是告訴你需要回的電話、會議開始的時間或航班情況。現(xiàn)在的尋呼信號已通過衛(wèi)星向全國各地傳播，在電波中搜索特定的尋呼機號碼，準確地找到目標。 我國從 1983 年開始研究發(fā)展尋呼系統(tǒng)，同年 9 月 16 日，上海用 150MHz 頻段開通了我國第一個模擬尋呼系統(tǒng)， 1984 年 5 月 1 日，廣州用 150MHz 頻段開通了我國第一個數(shù)字尋呼系統(tǒng)。 1991 年 11 月 15 日，上海首先用 150MHz 頻段開通了漢字尋呼系統(tǒng)。這種以漢字直接顯示信息內(nèi)容的“漢顯” BP 機，省卻了查代碼的麻煩，且一目了然，因而深受用戶的歡迎。 數(shù)字尋呼和漢顯尋呼在我國從 90 年代盛行至今，但目前由于手機普及，尋呼用戶正在逐漸下降。 七、實現(xiàn)個人電話的夢想 —— 蜂窩式移動電話的誕生 自從電話發(fā)明之后，這一通信工具使人類充分享受到了現(xiàn)代信息社會的方便，但這僅僅是一個開始，而且普及范圍也并不廣，隨著無線電報和無線廣播的發(fā)明，人們更希望能有一種能夠隨身攜帶，不用電話線路的電話。 肩負著人類的希望，通 信領域的科學家進行了不懈的努力，由于兩次大戰(zhàn)的需要，早期的移動通信的雛形已開發(fā)了出來，如步話機、對講機等等，其中，步話機在1941 年美陸軍就開始裝備了，當時的使用頻段是短波波段，設備是電子管的。從 20 世紀 50 年代開始，開始使用 150MHz，后來發(fā)展為 400MHz，緊接著 60 年代晶體管的出現(xiàn)，專用無線電話系統(tǒng)大量出現(xiàn)，在公安、消防、出租汽車等行業(yè)中應用。但這些僅能在少數(shù)特殊人群中使用且攜帶不便，能不能有更小更方便適合大眾使用的個人移動電話？ 隨著對電磁波研究的深入、大規(guī)模集成電路的問世，擺在科學家面前的障礙已 被一一掃清，移動電話首先被制造出來，它是主要由送受話器、控制組件、天線以及電源四部分組成。在送受話器上，除了裝有話筒和耳機外，還有數(shù)字、字母顯示器，控制鍵和撥號鍵等。控制組件具有調(diào)制、解調(diào)等許多重要功能。由于手持式移動電話機是在流動中使用，所需電力全靠自備的電池來供給，當時是使用鎳鎘電池，可反復充電。 移動電話制造出來了，如何規(guī)劃網(wǎng)絡？科學家首先想到蜂巢的結構，在建筑學上，蜂巢是經(jīng)濟高效的結構方式，移動網(wǎng)絡是否可以采取同樣的方式，然后在相鄰的小區(qū)使用不同的頻率，在相距較遠的小區(qū)就采用相同的頻率。這樣既有效地 避免了頻率沖突，又可讓同一頻率多次使用，節(jié)省了頻率資源。這一理論巧妙地解決了有限高頻頻率與眾多高密度用戶需求量的矛盾和跨越服務覆蓋區(qū)信道自動轉(zhuǎn)換的問題。 70 年代初，貝爾實驗室提出蜂窩系統(tǒng)的覆蓋小區(qū)的概念和相關的理論后，立即得到迅速的發(fā)展，很快進入了實用階段。在蜂窩式的網(wǎng)絡中，每一個地理范圍（通常是一座大中城市及其郊區(qū)）都有多個基站，并受一個移動電話交換機的控制。在這個區(qū)域內(nèi)任何地點的移動臺車載、便攜電話都可經(jīng)由無線信道和交換機聯(lián)通公用電話網(wǎng)，真正做到隨時隨地都可以同世界上任何地方進行通信，同時，在兩個或多 個移動交換局之間，只要制式相同，還可以進行自動和半自動轉(zhuǎn)接，從而擴大移動臺的活動范圍。因此，從理論上講，蜂窩移動電話系統(tǒng)可容納無限多的用戶。第一代蜂窩移動電話系統(tǒng)是模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)，主要特征是用模擬方式傳輸模擬信號，美國、英國和日本都開發(fā)了各自的系統(tǒng)。 在 1975 年，美國聯(lián)邦通信委員會（ FCC）開放了移動電話市場，確定了陸地移動電話通信和大容量蜂窩移動電話的頻譜，為移動電話投入商用作好了準備， 1979年，日本開放了世界上第一個蜂窩移動電話網(wǎng)。其實世界上第一個移動電話通信系統(tǒng)是 1978 年在美國芝加哥開通 的，但蜂窩式移動電話后來居上，在 1979 年，AMPS 制模擬蜂窩式移動電話系統(tǒng)在美國芝加哥試驗后，終于在 1983 年 12 月在美國投入商用。 我國開始在 1987 年開始使用模擬式蜂窩電話通信， 1987 年 11 月，第一個移動電話局在廣州開通。 八、讓手機走近每一個人 —— GSM 手機的出現(xiàn) 模擬式蜂窩電話迅速發(fā)展，也開始顯現(xiàn)出它的缺點，特別是在人口密集的大城市，由于模擬式蜂窩電話采用的頻分多址技術造成頻率資源嚴重不足，同時，模擬式蜂窩電話易被竊聽和碼機，造成對用戶利益的危害。 進入 80 年代后期，大規(guī)模集成電路、微型計算機 、微處理器和數(shù)字信號處理技術的大量應用，為開發(fā)數(shù)字移動通信系統(tǒng)提供了技術保障。 1982 年，歐洲成立了 GSM（移動通信特別組），任務是制訂泛歐移動通信漫游的標準。 GSM 本來是歐洲成立的一個移動通信小組的簡稱，這個小組在歐洲的蜂窩移動通信方面作了大量的工作，他們對 8 個不同的實驗方案進行了論證，最后制定了泛歐洲的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，并用該研究小組名字的縮寫“ GSM”命名。GSM 移動電話系統(tǒng)對頻譜利用率高、容量大，同時可以自動漫游和自動切換，采用 EFR（增強全速率編碼）后通信質(zhì)量好，加