第一代蜂窝移动通信系统

第一代蜂窝移动通信系统

早期移动通信采用单区制的系统，在一个服务区内设一个基站，为了扩大覆盖区，基站的天线架得很高，发射功率也很大（数十瓦至上百瓦）。由于系统的频率资源有限，因此当服务区内的用户不断增加时，信道就不够用了。蜂窝移动通信的概念是把此服务区分成若干小区（如图所示），每个小区重复使用指配的频率，就能成倍增加信道数。但是，这样做，相邻小区间会造成同频干扰。倘若采用相同频率的小区，相隔一定的距离，就可避免干扰。这种在相隔一定距离的小区内重复使用相同频率的做法就是频率再用的概念。当然，在实际的系统中，小区的频率再用要按一定的计划来安排，以使同频干扰最小。

蜂窝系统的出现把移动通信带入了一个新纪元。蜂窝系统通过频率再用和小区分裂（把原小区划小变多）大大增长了系统容量；由于降低了基站发射功率，减小了干扰，使通话质量得到改善；因小区可大可小，可全向发射也可定向发射，采用定向小区时几个小区可共用许多设施（如机房、天线、电源设备等），从而大大提高了组网灵活性。蜂窝系统还使用户可以在移动网中随意游动，也可以边通话边游动，也可以游动到某地之后再建立通信，享受所谓的“漫游”功能，走到哪里都能打电话。

1978年，美国贝尔实验室开发了先进移动电话业务（AMPS）系统，这是第一种真正意义上的具有随时随地通信能力的大容量的蜂窝移动通信系统。AMPS采用频率复用技术，可以保证移动终端在整个服务覆盖区域内自动接入公用电话网，具有更大的容量和更好的语音质量，很好地解决了公用移动通信系统所面临的大容量要求与频谱资源限制的矛盾。20世纪70年代末，美国开始大规模部署AMPS系统。AMPS以优异的网络性能和服务质量获得了广大用户的一致好评。AMPS在美国的迅速发展促进了在全球范围内对蜂窝移动通信技术的研究。到20世纪80年代中期，欧洲和日本也纷纷建立了自己的蜂窝移动通信网络，主要包括英国的ETACS系统、北欧的NMT－450系统、日本的NTT／JTACS／NTACS系统等。这些系统都是模拟制式的频分双工（Frequency Division Duplex，FDD）系统，亦被称为第一代蜂窝移动通信系统或1G系统。

第一代的蜂窝通信系统都采用模拟技术，虽然比老式的系统进了一大步，但是随着蜂窝通信的大量使用，到20世纪80年代后期，模拟蜂窝系统开始暴露出它们的弱点。一是容量有限，在有些地方已不敷使用；二是制式太多，互不兼容，妨碍漫游，限制了用户覆盖面；三是不能获得数字通信的许多好处，如保密、通话质量好、适合提供非话业务等。这些弱点都制约了蜂窝通信的进一步发展。因此，在80年代后期，欧、美、日都着手开发第二代系统——数字蜂窝系统。虽然他们选用的技术和标准都不同，但最终想达到的目标是一致的，那就是：比现有系统具有更高频谱利用效率，除了话音业务外，还可以提供多种非话业务；能提供自动漫游、位置登记等移动通信特有功能；服务质量高，成本低，设备价格低；重量轻、尺寸小、耗电省，安全保密。

20世纪80年代中后期，第一代的蜂窝通信系统开始了高速的发展，欧、美一些发达国家的用户数以50%～60%的速度逐年增长。发展中国家更是后来居上，不少国家发展速度已超过100%，甚至以200%的速度在发展。在进入90年代，第一代的蜂窝通信系统更是一发不可收。像日本这样的蜂窝通信第二大国1996年的增长率还高达125%。其他高速发展的国家增长率也不少。

第一代模拟手机

但是，随着数字通信技术的逐渐成熟，第一代的蜂窝通信系统开始被以GSM、CDMA等第二代蜂窝移动通信系统所取代。我国于2001年12月31日关闭了第一代的蜂窝通信网络。