Sản phẩm tiền nhiệm

Năm 1908, Giáo sư Albert Jahnke và Công ty Điện thoại và Điện xuyên lục địa Oakland tuyên bố đã phát triển một chiếc điện thoại không dây. Họ đã bị buộc tội gian lận và khoản phạt sau đó đã được giảm xuống, nhưng dường như họ vẫn chưa tiếp tục sản xuất.[2] Bắt đầu từ năm 1918, hệ thống đường sắt của Đức đã thử nghiệm điện thoại không dây trên các chuyến tàu quân sự giữa Berlin và Zossen.[3] Năm 1924, các thử nghiệm công khai bắt đầu với kết nối điện thoại trên các chuyến tàu giữa Berlin và Hamburg. Năm 1925, công ty Zugtelephonie AG được thành lập để cung cấp thiết bị điện thoại tàu hỏa và vào năm 1926, dịch vụ điện thoại trên các chuyến tàu của Deutsche Reichsbahn và dịch vụ thư tín của Đức trên tuyến đường giữa Hamburg và Berlin đã được chấp thuận và cung cấp cho những du khách hạng nhất.[4]

Fiction đã tiên liệu sự phát triển của điện thoại di động trong thế giới thực. Năm 1906, nhà biếm họa người Anh Lewis Baumer đã xuất bản một bức tranh biếm họa trên tạp chí Punch với tựa đề "Dự báo cho năm 1907", trong đó ông cho thấy một người đàn ông và một phụ nữ ở công viên Hyde của London, mỗi người tham gia đánh bạc và hẹn hò riêng biệt trên thiết bị điện thoại không dây.[5] Sau đó, vào năm 1926, nghệ sĩ Karl Arnold đã tạo ra một bức tranh biếm họa về tầm nhìn xa về việc sử dụng điện thoại di động trên đường phố, với hình ảnh "điện thoại không dây", được đăng trên tạp chí châm biếm Simplicissimus của Đức.[6]

Chiến tranh thế giới thứ hai đã làm cho quân đội sử dụng các liên kết điện thoại vô tuyến. Máy thu phát vô tuyến cầm tay đã có từ những năm 1940. Điện thoại di động dành cho ô tô đã có mặt ở một số công ty điện thoại vào những năm 1940. Các thiết bị ban đầu rất cồng kềnh, tiêu thụ lượng điện năng lớn và mạng chỉ hỗ trợ một số cuộc trò chuyện đồng thời. Các mạng di động hiện đại cho phép sử dụng điện thoại di động một cách tự động và phổ biến để liên lạc thoại và truyền dữ liệu.

Tại Hoa Kỳ, các kỹ sư từ Bell Labs bắt đầu nghiên cứu một hệ thống cho phép người dùng di động thực hiện và nhận các cuộc gọi điện thoại từ ô tô, dẫn đến việc khánh thành dịch vụ di động vào ngày 17 tháng 6 năm 1946 tại St. Louis, Missouri. Ngay sau đó, AT&T cung cấp Mobile Telephone Service. Một loạt các dịch vụ điện thoại di động hầu hết không tương thích cung cấp vùng phủ sóng hạn chế và chỉ có một số kênh khả dụng ở các khu vực thành thị. Vì các cuộc gọi được truyền đi dưới dạng tín hiệu tương tự không được mã hóa, chúng có thể bị nghe trộm bởi bất kỳ ai có thiết bị vô tuyến có thể nhận các tần số đó. Sự ra đời của công nghệ di động, cho phép sử dụng lại tần số nhiều lần ở các khu vực nhỏ liền kề được bao phủ bởi các máy phát công suất tương đối thấp, đã làm cho việc áp dụng rộng rãi điện thoại di động trở nên khả thi về mặt kinh tế.

Tại Liên Xô, Leonid Kupriyanovich, một kỹ sư đến từ Moscow, vào năm 1957-1961, đã phát triển và trình bày một số vô tuyến liên lạc bỏ túi thử nghiệm. Trọng lượng của một mô hình, được giới thiệu vào năm 1961, chỉ 70g và có thể nằm gọn trong lòng bàn tay.[7][8] Tuy nhiên, ở Liên Xô lúc đầu quyết định phát triển hệ thống điện thoại ô tô "Altai" đã được đưa ra.[9]

Năm 1965, công ty Bulgaria "Radioelektronika" đã giới thiệu một chiếc điện thoại di động tự động kết hợp với một trạm gốc tại triển lãm quốc tế Inforga-65 ở Moscow. Giải pháp của chiếc điện thoại này dựa trên hệ thống do Leonid Kupriyanovich phát triển. Một trạm gốc, được kết nối với một đường dây điện thoại, có thể phục vụ tối đa 15 khách hàng.[10]

Những tiến bộ trong điện thoại di động có thể được theo dõi trong các thế hệ kế tiếp từ các dịch vụ "0G" ban đầu như MTS và dịch vụ điện thoại di động cải tiến kế nhiệm của nó, đến mạng di động tương tự thế hệ thứ nhất (1G), mạng di động kỹ thuật số thế hệ thứ hai (2G), thứ ba dịch vụ dữ liệu băng thông rộng -generation (3G) cho các mạng IP gốc thế hệ thứ tư (4G).

Công nghệ cơ bản

Sự phát triển của công nghệ tích hợp kim loại-oxit-bán dẫn (MOS) quy mô lớn (LSI), lý thuyết thông tin và mạng di động đã dẫn đến sự phát triển của truyền thông di động giá cả phải chăng. Có sự phát triển nhanh chóng của viễn thông không dây vào cuối thế kỷ 20, chủ yếu do sự ra đời của xử lý tín hiệu kỹ thuật số trong truyền thông không dây, được thúc đẩy bởi sự phát triển của tích hợp quy mô rất lớn (VLSI) RF CMOS (radio -công nghệ MOS) bổ sung tần số.[11]

Sự phát triển của công nghệ điện thoại di động được kích hoạt nhờ những tiến bộ trong chế tạo thiết bị bán dẫn MOSFET (bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-oxit-silicon). MOSFET (bóng bán dẫn MOS), được phát minh bởi Mohamed Atalla và Dawon Kahng tại Bell Labs vào năm 1959, là khối cơ bản của điện thoại di động hiện đại.[12][13] Mở rộng quy mô MOSFET, trong đó bóng bán dẫn MOS nhỏ hơn với mức tiêu thụ điện năng giảm, cho phép công nghệ tích hợp quy mô rất lớn (VLSI), với số lượng bóng bán dẫn MOS trong chip mạch tích hợp tăng với tốc độ hàm mũ, theo dự đoán của định luật Moore. Việc mở rộng quy mô MOSFET liên tục cuối cùng đã giúp nó có thể tạo ra điện thoại di động di động.[12] Một điện thoại thông minh hiện đại điển hình được xây dựng từ hàng tỷ MOSFET nhỏ bé tính đến năm 2019,[13] được sử dụng trong các mạch tích hợp như bộ vi xử lý và chip nhớ,[14] làm thiết bị nguồn,[15] và như bóng bán dẫn màng mỏng (TFT) [16] trong màn hình di động.

Những tiến bộ trong công nghệ điện tử công suất MOSFET cũng cho phép phát triển mạng di động không dây kỹ thuật số, vốn rất cần thiết cho điện thoại di động hiện đại. Việc áp dụng loại điện MOSFET, LDMOS (bên khuếch tán MOS) và RF CMOS (tần số vô tuyến CMOS) các thiết bị dẫn đến sự phát triển và phổ biến của các mạng di động không dây kỹ thuật số vào năm 1990, với những tiến bộ trong công nghệ MOSFET dẫn đến tăng băng thông trong những năm 2000.[17][18][19] Hầu hết các yếu tố thiết yếu của mạng di động không dây được xây dựng từ MOSFET, bao gồm bộ thu phát di động, mô-đun trạm gốc, bộ định tuyến, bộ khuếch đại công suất RF,[18] mạch viễn thông,[14] mạch RF và bộ thu phát vô tuyến,[19] trong các mạng như 2G, 3G,[17] và 4G.[18]

Một yếu tố hỗ trợ quan trọng khác là pin lithium-ion, trở thành nguồn năng lượng không thể thiếu cho điện thoại di động.[15] Pin lithium-ion được John Goodenough, Rachid Yazami và Akira Yoshino phát minh vào những năm 1980,[20] và được Sony và Asahi Kasei thương mại hóa vào năm 1991.[21]