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1979年12月，日本网络运营商日本电报电话公司（Nippon Telegraph and Telephone，NTT）推出了世界上第一个商用蜂窝系统。初期组网包含88个小区，覆盖了东京市区，同时支持小区间切换。这个蜂窝系统工作在900MHz左右的频段，并提供了600对信道用于频分双工（Frequency-Division Duplexing，FDD）操作。每个移动用户的语音信号通过带宽为25kHz的模拟信道进行传输。不到五年，该网络便覆盖了日本全部人口，使日本成为第一个提供全国蜂窝通信服务的国家。
然而，NTT网络中的早期移动基站仍然是车载电话，其必须安装在汽车上，并于20世纪40年代首次实现商业化。摩托罗拉公司于1946年10月演示了世界上第一次车载通话，但该电话非常重（原始设备重约36kg），并且耗电量非常大。1985年，NTT发布了体积虽然笨重但可以由人携带的肩背电话。1973年4月3日，天才工程师马丁·库珀（Martin Cooper）带领摩托罗拉团队开发了第一部手机原型，并在曼哈顿的纽约市中心希尔顿酒店演示了第一次手机通话。十年后，摩托罗拉公司推出了其具有历史意义的产品——DynaTAC 8000X——第一部轻巧的便于携带的商用手机。当时拥有手机是富裕和社会地位的象征。例如，摩托罗拉DynaTAC 8000X在1984年的售价为3995美元，此外还有昂贵的订阅费用。摩托罗拉公司在手机发展的早期发挥了极其重要的作用。继其标志性的DynaTAC 8000系列产品之后，该公司还发布了全球第一款翻盖（部分翻转）手机——摩托罗拉MicroTAC，随后又推出了第一款真正意义上的翻盖手机——摩托罗拉StarTAC，其不仅是当时世界上最小的手机，也是当时最轻的手机，重量仅为105g。同期，诺基亚先后推出了Cityman系列手机和与之前的“砖块”相反的诺基亚101直板型手机，这使得诺基亚崛起成为世界第二大手机制造商［Linge and Sutton，2014］。
在摩托罗拉公司开发手机的同时，贝尔实验室开发了高级移动电话系统，该系统成为美国第一个蜂窝网络标准［Frenkiel and Schwartz，2010］。1983年10月，Ameritech公司在美国芝加哥推出了第一个商业蜂窝网络。虽然美国的蜂窝网络服务比其他地区实现得晚，但其是通过手机而不是车载电话实现的。1981年，北欧移动电话（Nordic Mobile Telephone，NMT）这个第一个欧洲蜂窝网络标准在挪威和瑞典等北欧国家推出，次年在丹麦和芬兰推出。这是第一个支持国际漫游的移动网络。1985年，NMT网络的用户数量已增至11万，成为当时世界上最大的移动网络。最初的NMT网络在450MHz频段运行（因此也称为NMT-450），并采用25kHz的信道带宽。1986年，NMT网络分配了额外的频段，即用于上行链路的890～915MHz频段和用于下行链路的935～960MHz频段，在这些频段运行的系统称为NMT-900。据记载，截至2021年，仍存在部分NMT-450网络在俄罗斯一些偏远地区运行，为人口稀少、距离较远的地区提供基本的通信服务。除NMT之外，欧洲国家还制定了几种不同的蜂窝标准，包括1983年英国首先实施的全接入通信系统（Total Access Communication System，TACS）、1985年德国实施的C-450标准和1986年法国实施的Radiocom 2000标准。然而，由于采用了不同的频段、空口和通信协议，第一代欧洲标准并不相互兼容，如表1-1所示。
表1-1 第一代蜂窝网络标准
① NMT还在900MHz频段工作，称为NMT-900。
② NTT还在900MHz附近的其余频段工作。
③ Radiocom2000还在200MHz附近的其余频段工作。
来源：改编自Goldsmith［2005］。
在所有的第一代模拟标准中，NMT和AMPS被认为是当时取得巨大成功的两个优秀代表。
北欧电信管理局制定了北欧移动电话（NMT）标准以应对当时过度拥挤的移动电话网络无法满足大量语音服务需求的问题，如芬兰的自动无线电话（Auto Radio Phone，ARP）、瑞典和丹麦的移动电话系统（Mobile Telephony System，MTS）以及挪威的公共陆地移动电话（Public Land Mobile Telephony，PLMT）。1973年，基本技术准备就绪，1977年，基站标准完成。1981年，第一个北欧移动电话系统在挪威和瑞典推出，次年在丹麦和芬兰推出。基于频分双工的操作模式，上行链路工作在453～458MHz频段，下行链路工作在463～468MHz频段。1986年，新增了另一对频段，即分别用于上行链路和下行链路的890～915MHz频段和935～960MHz频段。该系统采用频分多址（Frequency-Division Multiple Access，FDMA）技术来服务大量的移动用户。此时，频谱被细分为一系列带宽为25kHz的窄带信道。语音信道是模拟的，其中语音信号通过调频技术（Frequency Modulation，FM）进行调制。然而，基站和移动台之间的控制信号是数字传输的，使用高达1200bit/s的快速频移键控（Fast Frequency-Shift Keying，FFSK）调制技术。北欧移动电话网络中的小区范围为2～30km。为了服务车载电话，该系统使用了高达15W（NMT-450）和6W（NMT-900）的传输功率，而服务手机的传输功率较低（至多1W）。北欧移动电话网络是第一个全自动切换（拨号）的蜂窝系统，从一开始就支持小区间的切换。它也是第一个实现国际漫游的蜂窝系统。北欧移动电话（NMT）标准是免费和开放的，允许诺基亚和爱立信等多家公司生产网络设备，这降低了部署成本。
高级移动电话系统（AMPS）主要由美国贝尔实验室开发，其灵感来自严重拥挤的移动电话系统。它起源于1947年提出的蜂窝概念，经历了相当长的历程才成为实用的网络。AMPS设计在20世纪60年代几乎完成，随后进行了广泛的试验（技术和商业），以优化系统参数并验证蜂窝布局的基本规划规则。1978年，贝尔实验室与伊利诺斯贝尔电话公司、美国电话电报公司（AT&T）和西部电气公司合作，建立了一个大规模且全面运行的试验网络。试验网络利用10个小区覆盖伊利诺伊州芝加哥大约3000mile 2 （1mile 2 =2.58999×10 6 m 2 ）的区域，旨在服务2000多个用户［Ehrlich，1979］。直到1983年，美国联邦通信委员会为模拟蜂窝网络分配了40MHz（后来增加到50MHz）的初始频谱时，才颁发了商业运营许可证。下行链路传输和上行链路传输使用频分双工技术，分配了824～849MHz和869～894MHz的一对频段。频谱被细分为416个配对通道，包括21个控制信道和395个语音信道。移动用户的语音信号利用FM模拟调制技术调谐到载波频率，并通过30kHz信道传输。尽管高级移动电话系统是一个模拟蜂窝系统，但它的控制通道已经数字化。控制信令以10kbit/s的速率在基站和移动站之间交换，利用频移键控（Frequency-Shift Keying，FSK）技术调制数据，并使用曼彻斯特编码进行纠错。