从电报（bào）到5G通讯，实（shí）际上是（shì）个关于频谱的故（gù）事，100多年来，如何更有（yǒu）效率的利用频（pín）谱，如何在有限频谱中获得更高的传输率，成为无（wú）线通讯领域众（zhòng）多天才和企业巨头（tóu）们持续攻克的目标。电话、电报、电视、网络、手机等深刻改变人类社会发展进程的（de）发明，精确的折射出（chū）了人（rén）类掌握和使用频（pín）谱的能力。

今天（tiān），我们要回归到我们（men）更为（wéi）熟悉的领域，为各位（wèi）揭开短（duǎn）短几（jǐ）十年（nián）中（zhōng），模拟（nǐ）信号（hào）到数（shù）字信号的通讯转变（biàn），从中也记（jì）录下了人类如（rú）何走（zǒu）向（xiàng）5G时代的（de）故事。

模拟通讯时代（dài）：随地通（tōng）话的奇妙与哀愁

19世纪电（diàn）报的发明，第一次（cì）将人类的信（xìn）息传递速率提升至每秒30万公（gōng）里，远（yuǎn）隔（gé）七（qī）大洲五大洋的各国（guó）民族（zú）在巴（bā）别通天塔倒下后，终于有了（le）重新交汇（huì）的可（kě）能（néng）。但谁也不会想到，短短的二（èr）十多年后，亚历山大贝（bèi）尔（ěr）在（zài）送话筒中喊出的第（dì）一句求助语句，会（huì）成为开启全（quán）球通讯（xùn）革命（mìng）的起（qǐ）点，有线电话从此应运而生，远隔千里之外也（yě）能让对（duì）话即（jí）时回荡耳畔。

几乎就（jiù）在电话发（fā）明的100年之后的1986年，世界第一（yī）套商用移动通讯系统在（zài）芝加哥诞生（shēng），其采用模拟信（xìn）号传输（shū），将介于300Hz到3400Hz的语（yǔ）音转换到高频的载波频率MHz上，从而实现语音传输。至（zhì）此，人类正式（shì）迈入即（jí）时语音通讯的时代，随时随地拿出拉风的大哥大拨打电话成了那个时代的标志。

然而模（mó）拟（nǐ）通信的弊端也非常明显，由于用户线上（shàng）传送的电信号是随着用户声音（yīn）大小的变化而变化（huà）的，而这个变（biàn）化的电信号无论在（zài）时间上或是在幅度上都是连续的（de），因此模（mó）拟信号对于（yú）频谱的利（lì）用率极低，并且（qiě）容易受（shòu）到外界（jiè）干扰（rǎo），经常会（huì）遇到串号或（huò）是盗号的问题。

更为重（chóng）要的是，以当时的技术水（shuǐ）平（píng），大哥大所（suǒ）采用的天（tiān）线技术和模拟（nǐ）信号处理技（jì）术水平（píng）直接决定了产品的（de）好坏，在厚（hòu）重电池和长（zhǎng）天线的影响下，大哥大丑陋的（de）砖（zhuān）块外观不但不方便携带，续航和信号都（dōu）不容乐观，用户常常需（xū）要在高处寻找信（xìn）号（hào）。

虽然模拟时代的通信需（xū）要花费（fèi）高（gāo）额的成本，但妙（miào）不可（kě）言的通话体验却吸引（yǐn）了一大批（pī）拥趸（dǔn），而别着急，GSM时（shí）代即将（jiāng）来临，他将正式开启移动通信（xìn）的2G时代!

GSM一（yī）统天（tiān）下：短信登（dēng）上历史舞台!

GSM全名（míng）为Global System for mobiles CommuNIcations，作为第二代移动（dòng）通信技术，它（tā）最初（chū）的开发目的就是让全球各（gè）地均可以使用同一个（gè）移动电话标准，甚至（zhì）让用户手持一部终（zhōng）端（duān）就能（néng）在全（quán）球（qiú）任意区域（yù）使用。

相比第一（yī）代模拟信号（hào）通信，GSM的数字（zì）通信信号是一种离散的、脉（mò）冲有无的组合形式（shì），是负载数（shù）字（zì）信息的（de）信（xìn）号，因（yīn）此GSM系统（tǒng）拥（yōng）有（yǒu）出色（sè）的频谱利用率（lǜ），同时每个信道（dào）的（de）传输带（dài）宽也有所增加。反映到（dào）实际应用中，基于数字传输和（hé）更高语（yǔ）音编码（mǎ）的启用，GSM时代的信号强度和通话质量（liàng）有了突飞猛进的提高，以（yǐ）往拿着手（shǒu）机到处寻找信号的（de）情况一去不复（fù）返。

同时，更高（gāo）的传输带宽也首次为手（shǒu）机带（dài）来了数据传（chuán）输能（néng）力，虽然它（tā）的传输（shū）速（sù）率最初只有可（kě）怜的每秒9.6-14.4Kbit，但却已经足够满足文字传（chuán）输的需求，而（ér）这（zhè）正是短信功（gōng）能实现的基础。

GSM标（biāo）准所引领的2G时代，也是全球移动通信标准争夺战的开始。在GSM普及后，在欧（ōu）洲以诺基亚和爱（ài）立信为首的手机产品（pǐn）开始（shǐ）攻占美（měi）国和（hé）日本市场，它们（men）的（de）售价不仅变得（dé）更为低廉，体积更是小到足够塞入口袋，因此（cǐ）仅仅（jǐn）不到10年（nián）之后，诺基亚（yà）就凭借（jiè）塞班智能手机成为全球最大的手机制造商。

3G迎来（lái）无（wú）线（xiàn）浪潮：移动互联网成（chéng）为可能

随着用户对于（yú）移动（dòng）网络需求的不断加大，原先（xiān）缓慢的GSM网络已经不足（zú）以承载，因此第（dì）三代移动（dòng）通（tōng）信网络标准的建立已经（jīng）箭在弦上（shàng），于（yú）是乎我们熟知的WCDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA应（yīng）运而生。

事实上关（guān）于3G网络的诞（dàn）生，还有（yǒu）个众所周知的小故事（shì）。1940年，第二次世界大战在欧（ōu）洲战场打得如火如荼，美国女演员海蒂拉（lā）玛（mǎ）和她的（de）作曲家丈夫（fū）为（wéi）了帮助美国军方（fāng）制造出能够抵抗纳粹德国（guó）电波干扰以及窃听的通信（xìn）技术，首（shǒu）次提出了扩频以及跳频技术概念，并（bìng）在随后获（huò）得（dé）了相关专（zhuān）利。不过（guò）随着二战的结束（shù），海蒂（dì）拉玛的研究逐步失（shī）去了（le）军（jun1）事意义，但她绝没有（yǒu）想（xiǎng）到，这两项（xiàng）划时（shí）代意义的技术（shù）成（chéng）果会成为半（bàn）个世纪后（hòu）彻底改变（biàn）整个世界。