无线对讲的崛起

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在进入20世纪之后,一般的技术的发展和应用开端都是从专用系统和军用系统再转向民用,无线也不例外。无线通信真正发展之前,实际上已经经过20世纪20年代的无线对讲系统,再到二战中摩托罗拉的对讲系统,经过这两个不讲成本的使用阶段之后,才有了无线系统的进一步萌芽,最终才有了(土豪)^2的非独立的移动电话系统MTSIMTS,这两个系统也是后面真正移动通信系统的最坚实的基
 

础。

无线电台

在无线电报投入实际使用之后,很快就有人想到了,既然无线电报能够传播电报的相关信号,那么应该也可以应用无线系统来传播语音。早在20世纪20年代,已经有多个公司开发出来短波频段上的专用电台系统,以美国底特律市警察使用的车载无线电系统为例,该系统工作频率为2MHz,到40年代提高到3040MHz,可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段。二战前,美国军方已经认识到无线电通信的重要性,开始研制便携式无线通信工具,并且自己研制出一款报话机(WalkieTalkieSCR-194,但是非常笨重,不很适用。

1940,摩托罗拉(当时的高尔文制造公司)收到了来自军方的合同,开发一个便携式的,电池供电的语音无线电接收器/发射器的步兵单位现场使用。摩托罗拉的射频团队就样子开发出了SCR-300系统:SCR-300工作在40MHz48MHz的频率范围,这个系统已经在频率范围内将无线空中接口信道化。在最终验收的测试中,SCR-300展示了良好的抗干扰能力和通话质量。摩托罗拉在二战中生产了近5万部的SCR-300步话机。

这个对讲系统在电影《拯救大兵瑞恩》中的抢滩中曾经出现过两个镜头,虽然没显示出作用,但是从这个细节就可以看出这个电影的抢滩场景还原度是非常高的。

摩托罗拉SCR-300

在此基础上,摩托罗拉有开发了第一真正的手持步话机,SCR-536包括电池重2.3公斤,工作频率在3.5MHz~6MHz,输出的功率只有360毫瓦,通信的距离在几百米到2Km,主要是受限于比较短的天线。19417月,SCR536也大规模生产。19446月奥马哈海滩诺曼底登陆战中,29步兵师每个连都配置了6SCR536步话机,一个留在连,其他的都放到排。

德国人在西西里岛缴获了几台SCR300SCR536步话机之后对美军的无线通信工具很吃惊。在二战中,一共生产了13SCR-536。也正是由于摩托罗拉在军品供应上的超前和高质量,也扩大摩托罗拉在无线射频技术上独孤求败的优势。

摩托罗拉SCR-536

随着射频技术的提升,各种电子元器件的进步,系统使用的频率也从原来几十兆赫开始提升到几百兆赫,随着晶体管的出现,这些专用无线电话系统成本大幅度降低,体积大大缩小,被广泛的应用在了公安、消防、出租汽车等行业中。但这些仅能在少数特殊人群中使用且携带不便,能不能有更小更方便适合大众使用的个人移动电话?随后,通用的无线电话系统就出现了。

无线电话系统

虽然电报和电话的诞生大大方便了人们的在通信方面的需求,但是有线电话还是一个固定的地点,还必须要有固定的电话线路,大大限制了个人在通信便利性方面的需求。实际上,早在19466月,第一个移动电话(MTSMobileTelephone Service)就已经由AT&T完成研发,并在美国圣路易斯AT&T的网络诞生。该系统由AT&T下属的贝尔系统公司开发,终端设备重36公斤。该系统使用VHF150M)频段,连接到公共交换电话网网络,但是刚刚投入使用的系统,整个系统只有3个信道,也就意味着,最多只能有3个用户同时通话,并且还必须是打给其他的固定电话用户,后来AT&T也只是将信道增加到32个信道,但是因为公众的需求还是很强烈,因此服务很快达到饱和。在1946年,摩托罗拉也开发类似的设备并在芝加哥投入使用。

在此基础上,AT&T还在1964推出了IMTSImprovedMobile Telephone Service),也就是改进的移动电话服务,该系统共有三个频段,32个信道。在IMTS系统中,已经有蜂窝通信的基本技术,采用大区制(一个基站覆盖40-60英里),允许终端电话进行特定的漫游,电话的发射的功率也已经降低到25W(对应的第一代模拟系统是3W,而现代手机仅0.6W)。

 

不过IMTS系统基本都是采用人工交换的方式,因此集中交换的机房也是很可观的。

IMTS系统当时是一个非常先进的系统,当时的集成电路是很少的,最常见的系统终端是摩托罗拉tld-1100系列,所有硬件都是由分离的晶体管实现(类似于AT&T用独立的晶体管实现CPU一样)。由于IMT大区制的技术,严重限制了系统的用户总数。在20世纪70年代和80年代初,在推出更先进的移动系统之前,有等待安装这种电话的用户需要排队等待长达3年,并且是建立在其他用户不再使用,他们才能获得机会。

正是因为系统容量低,用户少,导致IMTS系统非常昂贵。每个终端用户需要花费20世界70年代的4000美金(相当于现在2万美金以上),每个月需要120美金的月租费,每分钟通话需要0.70-1.20美元,这在当时来说,不是一般富裕阶层可以使用的,基本上只能属于极少数的富人采用享受的服务。

因此容量和成本就成为了那一代系统的主要瓶颈,但是在上述的两个系统的使用过程中,设备商和运营商已经充分理解无线运营的相关技术,需求,并在此基础上建立起完整的移动通信系统理论框架和技术架构,并为到来后面的移动通信大发展打下坚实的基础。

 

2021-07-28 16:58
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