从电报到5G通讯，实际上是（shì）个关于（yú）频谱（pǔ）的（de）故事，100多年来，如何（hé）更有效率的（de）利用频谱，如（rú）何在有限频谱中获得更高的传输率，成为无线通讯领域众多（duō）天才和企业（yè）巨头们持（chí）续攻克的目标。电话、电报、电（diàn）视（shì）、网络、手（shǒu）机等深刻改变（biàn）人类社会发展进程的发明，精确（què）的折射出（chū）了人类掌（zhǎng）握（wò）和使用频谱的能力（lì）。

今天，我们要回归到我们更（gèng）为熟悉的领域，为各位揭开短短几十年中（zhōng），模拟信号到数字信号的（de）通讯转变，从中也记录下了人（rén）类（lèi）如何走向（xiàng）5G时代的故事。

模（mó）拟通讯时代：随地通话（huà）的奇妙与哀愁（chóu）

19世纪电报的发明，第（dì）一次将人类的（de）信息传递速（sù）率提升至每（měi）秒30万公里，远隔七大洲五大洋的各国民族在（zài）巴别通天塔倒下后，终于（yú）有了重新交汇的可（kě）能。但谁也不会想到，短短的（de）二（èr）十多年后（hòu），亚历山大贝（bèi）尔在送话筒中喊（hǎn）出的第一句求助语句，会成为开启（qǐ）全球（qiú）通讯革命的起点，有线电话从此（cǐ）应运而（ér）生，远（yuǎn）隔（gé）千里之外也能让（ràng）对话即时回荡耳畔（pàn）。

几乎就在电话（huà）发（fā）明的100年之（zhī）后的1986年，世界第（dì）一套（tào）商用移动（dòng）通讯系统在芝加哥诞（dàn）生，其采用模（mó）拟信号传输（shū），将介于300Hz到（dào）3400Hz的语音转换到高频的载波频（pín）率MHz上（shàng），从而实现语音传输。至此，人类（lèi）正式迈入即时语音（yīn）通讯（xùn）的（de）时代（dài），随（suí）时随地拿（ná）出拉风的大哥大拨打电话成（chéng）了那个时代的标（biāo）志（zhì）。

然（rán）而模（mó）拟通信的弊（bì）端也非常明显（xiǎn），由于用户线上（shàng）传送（sòng）的电信号（hào）是随（suí）着（zhe）用户声音大（dà）小的变化（huà）而变化的（de），而这个变化的电信号无论在时间上或是在幅度上都是（shì）连续的，因（yīn）此模拟信号对于频谱（pǔ）的利用率极低（dī），并且（qiě）容（róng）易受到外界干扰，经常会遇到串号或是盗号的问题。

更为（wéi）重要的是，以当（dāng）时的技（jì）术水（shuǐ）平，大哥大所采用的（de）天线（xiàn）技术和模拟信号处理技术（shù）水平（píng）直（zhí）接决定（dìng）了产品的好坏，在厚重电池（chí）和长天线的影响下，大哥（gē）大丑陋（lòu）的砖（zhuān）块外观不（bú）但不方便携带，续航和信号都（dōu）不容乐观，用户常（cháng）常（cháng）需要在高处寻找信号。

虽然（rán）模拟（nǐ）时（shí）代的通信需要花费（fèi）高额的成本，但（dàn）妙不可言的通话体验却（què）吸引了（le）一大批拥趸，而别（bié）着急，GSM时代即将（jiāng）来（lái）临，他将（jiāng）正（zhèng）式（shì）开（kāi）启移动通信的2G时代!

GSM一统（tǒng）天下：短信登（dēng）上历史舞台!

GSM全（quán）名为（wéi）Global System for mobiles CommuNIcations，作为第二代（dài）移动（dòng）通信技术，它最初的开（kāi）发目的就是让全球各地均可以使用同一（yī）个移动电话（huà）标准，甚至让用户手持一部（bù）终端就能（néng）在（zài）全球任意区域使（shǐ）用。

相比第一代模拟信号通信（xìn），GSM的（de）数（shù）字（zì）通信（xìn）信号是一（yī）种离散的、脉冲（chōng）有无的组合（hé）形式，是负载数字信息的信（xìn）号，因此GSM系统拥有出色的频谱利用率，同时每个信道（dào）的传（chuán）输带宽也有所增加。反映到（dào）实（shí）际应用（yòng）中，基于（yú）数字传输和更高语音编码（mǎ）的（de）启用，GSM时代的信号强度和（hé）通话质量有了突飞（fēi）猛进（jìn）的提高，以（yǐ）往（wǎng）拿着手机（jī）到（dào）处寻找信号的情况一去不复返（fǎn）。

同时，更高的传输带（dài）宽也首次为手机带（dài）来了数据传输能力，虽然它（tā）的传输（shū）速率最初只（zhī）有可怜的每秒（miǎo）9.6-14.4Kbit，但（dàn）却已经（jīng）足（zú）够满足文字（zì）传输的需求，而这正是短信功能实现的基础。

GSM标准所引领的2G时代，也是全球移（yí）动通信标准争夺（duó）战（zhàn）的开（kāi）始。在（zài）GSM普（pǔ）及后，在欧洲（zhōu）以诺基亚和（hé）爱立信为首的手机产品开始（shǐ）攻（gōng）占美国和日本市场，它们的（de）售价不仅变得更为低廉，体积（jī）更是小到（dào）足够塞（sāi）入口袋，因此（cǐ）仅仅（jǐn）不到10年之（zhī）后，诺基亚就（jiù）凭借（jiè）塞（sāi）班智能手机成为全球最（zuì）大的（de）手机制（zhì）造商。

3G迎来（lái）无线浪潮：移动互联（lián）网成为可能（néng）

随着（zhe）用户对于移（yí）动（dòng）网络需求的不断加（jiā）大（dà），原先缓慢的GSM网（wǎng）络已（yǐ）经不足（zú）以承载，因此第三代移动通信网络标准的建立已经箭在弦上（shàng），于是乎我们熟（shú）知的WCDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA应运（yùn）而生。

事实上关于3G网络的诞生，还有个众所周知的小故事。1940年，第二次世界（jiè）大战在（zài）欧洲战场打得如火如荼，美国女演员海蒂拉玛和她的作曲家丈夫为了（le）帮助美（měi）国军方（fāng）制造出能够抵抗纳粹（cuì）德国电波干扰以（yǐ）及窃听的通（tōng）信技术，首次提（tí）出（chū）了扩频以及跳频技术概念，并（bìng）在随后获得了相（xiàng）关（guān）专利。不过随着二战的结束（shù），海（hǎi）蒂拉（lā）玛的研（yán）究逐步失去了（le）军事意义（yì），但她绝没有想到，这两项划时代意义的技（jì）术成果会成（chéng）为半个世纪后彻底改变（biàn）整个（gè）世界。