从电报到5G通讯，实际上是个关于频谱的故事，100多年来，如何更有效率的（de）利用（yòng）频谱，如何在有限（xiàn）频谱中获得更高的（de）传输率，成为无线通讯（xùn）领域（yù）众（zhòng）多天才和企（qǐ）业巨头们持续攻克的目（mù）标。电话（huà）、电报、电视、网络、手机（jī）等深刻改变人（rén）类社会（huì）发展（zhǎn）进程的发明（míng），精确的折射（shè）出了人类（lèi）掌握和使用频谱（pǔ）的能力（lì）。

今天，我们要回归到我（wǒ）们（men）更为熟悉（xī）的领域，为各位揭开短短几（jǐ）十（shí）年中，模拟信号到数字信号的通讯转变，从中（zhōng）也记录（lù）下了人类如何走向（xiàng）5G时代的故（gù）事。

模拟通讯时代：随地通话（huà）的奇妙与哀愁

19世纪电报（bào）的（de）发明，第一次将人类的信息传递速率提升至每（měi）秒30万公里，远隔七大洲五大洋（yáng）的各国民族在巴别通（tōng）天塔倒下后，终于有了重新交汇的可能（néng）。但谁也不会想（xiǎng）到，短短的二十多（duō）年（nián）后，亚历山大贝尔在送话筒（tǒng）中喊出的第一句求助语句，会成为开启全球通讯革命的起点，有线电话从此应运而生，远隔千里之外也能让对话即时回（huí）荡耳畔。

几（jǐ）乎（hū）就在电（diàn）话发明的100年（nián）之后的1986年，世（shì）界第一套商用移动（dòng）通讯系（xì）统在芝加哥诞（dàn）生，其采用（yòng）模拟（nǐ）信号（hào）传输，将介于300Hz到3400Hz的语音转换到高频的（de）载波频率MHz上（shàng），从（cóng）而实现语音传输。至此，人类正式迈入即（jí）时语（yǔ）音通讯的时代，随时随地拿出（chū）拉风的大哥大拨打电（diàn）话成了那个（gè）时代的标（biāo）志（zhì）。

然而模拟通信的弊（bì）端也非常明显，由于用户线上传送的电（diàn）信号（hào）是随（suí）着用户声音（yīn）大小的变化（huà）而（ér）变化（huà）的，而（ér）这个变化的电信号无论（lùn）在时间上或是在幅度上都（dōu）是连续的，因（yīn）此（cǐ）模（mó）拟信号对于频（pín）谱（pǔ）的利（lì）用率极低，并且容易（yì）受到外界干扰，经常（cháng）会遇到串（chuàn）号或（huò）是盗（dào）号的问题。

更为重要的是，以（yǐ）当时的技术（shù）水平，大哥大所采用的天线技术和模拟信号处理（lǐ）技术（shù）水平直接决定了产（chǎn）品的好（hǎo）坏，在（zài）厚重电（diàn）池和长（zhǎng）天线的（de）影响下，大哥大丑陋的砖（zhuān）块外观不（bú）但不方便携带，续航（háng）和信号都（dōu）不（bú）容乐观，用户常（cháng）常（cháng）需要在高处（chù）寻找信（xìn）号。

虽然模拟（nǐ）时代的通信需（xū）要花费高额（é）的成本，但妙不可（kě）言的通话体验却（què）吸引了一（yī）大批拥趸，而（ér）别着急，GSM时代即将来临，他（tā）将正式开启移动通信的2G时代（dài）!

GSM一统天下：短信登上历史（shǐ）舞台!

GSM全名（míng）为（wéi）Global System for mobiles CommuNIcations，作（zuò）为第二代移动（dòng）通信技术，它最初的开发（fā）目的（de）就是让全球各地均可以使用同（tóng）一（yī）个移动（dòng）电话标准（zhǔn），甚至（zhì）让用户（hù）手持一部终端（duān）就能在全球（qiú）任（rèn）意（yì）区域使用。

相（xiàng）比（bǐ）第一代模（mó）拟信号通信，GSM的数（shù）字通信信号是一种离散的、脉冲有（yǒu）无的组合形式，是负载数字（zì）信息的（de）信号（hào），因此GSM系统拥有出色的频（pín）谱利用率，同（tóng）时每个信道的传输（shū）带宽（kuān）也有所（suǒ）增加。反映到实际应用中，基（jī）于数字（zì）传输和更高语音编（biān）码（mǎ）的（de）启（qǐ）用，GSM时代的信号强度和通话（huà）质量有了突飞猛进的提高（gāo），以往（wǎng）拿着（zhe）手机到处寻找信（xìn）号的情况一去（qù）不复返。

同时，更高的传输带宽（kuān）也首（shǒu）次为手机（jī）带来了数据传输能力，虽然它的传（chuán）输速率最初只有可（kě）怜的每秒（miǎo）9.6-14.4Kbit，但却已经足（zú）够满足文字传输的（de）需求，而这正是短信功（gōng）能实现的基础。

GSM标准所（suǒ）引领的2G时代，也是全球移动通（tōng）信标准（zhǔn）争夺战的开（kāi）始。在GSM普及后，在欧洲以诺（nuò）基（jī）亚和爱立信为首的手机产品开始攻占美国和日本市场，它（tā）们（men）的售价不仅变得更为低廉，体积更（gèng）是小到足够塞入口袋，因（yīn）此仅仅不到10年之后，诺基亚就（jiù）凭借塞班智能手机（jī）成为全（quán）球最大的手（shǒu）机制造商（shāng）。

3G迎来无线浪潮（cháo）：移（yí）动互联网成为可能

随着用户对（duì）于移动网（wǎng）络需求的不断加大（dà），原先缓（huǎn）慢的GSM网络已经不足以（yǐ）承载，因此第三代移动通信网（wǎng）络标（biāo）准的建立已经（jīng）箭在弦上，于是乎我们熟知的（de）WCDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA应运（yùn）而生。

事实（shí）上关（guān）于3G网（wǎng）络的（de）诞生，还有（yǒu）个众所（suǒ）周知的小故事。1940年，第二次世界（jiè）大战在欧洲（zhōu）战场打得如火如（rú）荼，美国（guó）女演员海蒂拉玛和（hé）她的作曲家丈（zhàng）夫为了帮助美（měi）国军方制造出能够抵抗纳（nà）粹德（dé）国电波干扰以及窃听（tīng）的通信技术，首（shǒu）次（cì）提出（chū）了扩（kuò）频（pín）以及（jí）跳频（pín）技术概（gài）念，并在随后获得了相关专利。不过随着二战的结束（shù），海蒂拉（lā）玛的研究逐步失去了军事意（yì）义，但（dàn）她绝（jué）没有想（xiǎng）到，这两项划时代意义的技术成（chéng）果会成为半个（gè）世纪后彻底（dǐ）改变整（zhěng）个世（shì）界。