1.1 0G：準蜂窩系統

在遠古時代，人們通過煙霧、烽火、閃光鏡、信號彈和信號旗等來傳遞敵人入侵等重要信息。人們建立信號塔或山峰上的觀測站來形成信號“中繼網絡”，從而實現信號的遠距離傳輸。這些早期的“通信系統”逐漸被傳輸文本消息的電報機（由Samuel Morse于1837年發明）和傳輸語音信號的有線電話（由Alexander Graham Bell于1876年發明）取代。1895年夏天，在電話發明幾十年后，Guglielmo Marconi成功地進行了第一次實驗，展示了無線通信的能力。從那時起，無線電報、移動電話、無線廣播、電視廣播、衛星通信、無線局域網和藍牙等各種各樣的無線服務在全世界范圍內得到廣泛應用。作為最成功的無線技術，移動通信在過去幾十年間經歷了爆炸式的增長。如今，蜂窩網絡已經成為關鍵基礎設施和價值數萬億美元的移動互聯網產業的基礎。

最早的蜂窩系統起源于Walkie-Talkie的便攜式無線電話，其標志是摩托羅拉公司為美國軍方開發的SCR-536。這種手持式無線電收發器采用“按（鍵）即說”的工作方式，是半雙工操作。雖然它很原始，但為后來發展準蜂窩式移動電話系統積累了很多經驗。移動電話服務（Mobile Telephone Service，MTS）是最早的移動電話系統之一，它作為有線電話服務的延伸與公共電話網絡相連，并于1946年由摩托羅拉公司與貝爾實驗室共同在美國進行商業運營。1946年6月17日，貝爾實驗室在圣路易斯市通過一部重約36kg的車載電話演示了世界上第一個移動通話。最初，只有3個信道供大城市的所有用戶使用，后來增加到了32個信道。三年內，這項服務已經擴展到美國的100個城市，吸引了5000名用戶。1964年，一個名為改進型移動電話服務（Improved Mobile Telephone Service，IMTS）的增強系統推出，取代了之前的移動電話服務系統。它實現了兩項重大進步：一個是直接撥號，允許在沒有人工操作員連接的情況下進行電話通話；另一個是全雙工傳輸，允許通信雙方同時說話。

這種準蜂窩系統是第一代蜂窩網絡的先驅，因此有時也稱為第零代（0G）。這些初始系統利用中央傳輸站為大城市提供服務。IMTS基站通常使用100W的發射功率覆蓋直徑為60～100km的廣闊區域，而現代基站的發射功率不到1W。由于每個語音對話都會獨占一個無線信道，即使是一個大城市往往也只能獲得幾個信道的許可，這就導致系統容量非常有限。20世紀70年代，在部署蜂窩網絡之前，希望申請移動電話服務的新用戶只有在現有用戶終止其移動電話服務時才能申請，而這往往需要等待三年時間。

1947年，曾在貝爾實驗室工作的工程師William R.Young報告了他想利用六邊形覆蓋每個城市的想法，以便每部移動電話都可以連接到至少一個小區。同樣在貝爾實驗室工作的Douglas H.Ring擴展了Young的概念，他勾勒出了標準蜂窩網絡的基本設計，并于1947年12月11日在貝爾實驗室內部期刊上以“移動電話——廣域覆蓋”為題發表了技術備忘錄［Ring，1947］。在蜂窩網絡中，一個廣闊的區域可以劃分為幾個地理小區域（稱為小區），每個小區都被無線覆蓋。基于傳輸信號的功率隨距離增加而急劇衰減這一特征，它允許在空間分離的站點有效地重用寶貴的頻譜資源。

然而，由于技術限制，蜂窩系統從初始概念到實際的網絡應用的發展過程相當漫長。早在1947年，AT&T向美國聯邦通信委員會（Federal Communications Commission，FCC）申請了蜂窩服務的頻譜許可。19世紀60年代，蜂窩系統設計基本完成。1977年，第一個由10個小區組成的試驗網絡搭建完成，此時許多原始技術已經過時［Goldsmith，2005］。在該試驗網絡的基礎上，貝爾實驗室制定了高級移動電話系統（Advanced Mobile Phone System，AMPS）這個美國第一個蜂窩網絡標準［Young，1979］。該標準在多個國家成功部署并順利演進為第二代蜂窩標準，即IS-54（其中IS代表臨時標準）。