vignette|Un homme parle sur son téléphone portable tout en se tenant près d'une cabine téléphonique classique, qui reste vide. La technologie habilitante des téléphones mobiles a été développée dans les années 1940, mais ce n'est qu'au milieu des années 1980 qu'ils sont devenus largement disponibles. En 2011, on estimait en Grande-Bretagne que davantage d'appels étaient passés à l'aide de téléphones mobiles que d'appareils filaires. L'histoire des téléphones mobiles couvre les appareils de communication mobiles qui se connectent sans fil au réseau téléphonique public commuté.
Si la transmission de la parole par signal a une longue histoire, les premiers appareils sans fil, mobiles et également capables de se connecter au réseau téléphonique standard sont beaucoup plus récents. Les premiers appareils de ce type étaient à peine portables par rapport aux appareils portables compacts d'aujourd'hui, et leur utilisation était maladroite.
Des changements radicaux sont intervenus tant dans la mise en réseau des communications sans fil que dans la prévalence de leur utilisation. Les smartphones sont devenus courants dans le monde entier et une proportion croissante de l'accès à l'internet se fait désormais par le biais du haut débit mobile.
Fondations
Prédécesseurs En 1908, le professeur Albert Jahnke et la Oakland Transcontinental Aerial Telephone and Power Company ont prétendu avoir développé un téléphone sans fil. Ils ont été accusés de fraude et l'accusation a ensuite été abandonnée, mais ils ne semblent pas avoir poursuivi la production. À partir de 1918, le système ferroviaire allemand a testé la téléphonie sans fil sur les trains militaires entre Berlin et Zossen. En 1924, des essais publics ont commencé avec la connexion téléphonique sur les trains entre Berlin et Hambourg. En 1925, la société Zugtelephonie AG a été fondée pour fournir des équipements de téléphonie ferroviaire et, en 1926, le service téléphonique dans les trains de la Deutsche Reichsbahn et du service postal allemand sur la ligne entre Hambourg et Berlin a été approuvé et proposé aux voyageurs de première classe.
La fiction a anticipé le développement des téléphones mobiles dans le monde réel. En 1906, le caricaturiste anglais a publié dans le magazine Punch une caricature intitulée « Forecasts for 1907 », dans laquelle il montrait un homme et une femme dans le Hyde Park de Londres, chacun séparément, en train de jouer et de sortir avec un équipement de téléphonie sans fil. Puis, en 1926, l'artiste Karl Arnold a créé une caricature visionnaire sur l'utilisation des téléphones mobiles dans la rue, dans l'image « téléphonie sans fil », publiée dans le magazine satirique allemand Simplicissimus.
La Seconde Guerre mondiale a permis l'utilisation militaire des liaisons de radiotéléphonie. Les émetteurs-récepteurs radio portatifs sont disponibles depuis les années 1940. Les téléphones mobiles pour automobiles sont devenus disponibles auprès de certaines compagnies de téléphone dans les années 1940. Les premiers appareils étaient encombrants, consommaient beaucoup d'énergie et le réseau ne permettait que quelques conversations simultanées. Les réseaux cellulaires modernes permettent une utilisation automatique et omniprésente des téléphones mobiles pour les communications vocales et de données.
Aux États-Unis, des ingénieurs des Bell Labs ont commencé à travailler sur un système permettant aux utilisateurs mobiles de passer et de recevoir des appels téléphoniques depuis leur voiture, ce qui a conduit à l'inauguration du service mobile le à St Louis, dans le Missouri. Peu de temps après, AT&T a proposé le service de téléphonie mobile. Un large éventail de services de téléphonie mobile, pour la plupart incompatibles, offrait une zone de couverture limitée et seulement quelques canaux disponibles dans les zones urbaines. Comme les appels étaient transmis sous forme de signaux analogiques non cryptés, ils pouvaient être écoutés par toute personne disposant d'un équipement radio capable de recevoir ces fréquences. L'introduction de la technologie cellulaire, qui permet de réutiliser plusieurs fois les fréquences dans de petites zones adjacentes couvertes par des émetteurs de relativement faible puissance, a rendu l'adoption généralisée des téléphones mobiles économiquement faisable.
En URSS, , un ingénieur de Moscou, a développé et présenté, entre 1957 et 1961, un certain nombre de radios de communication expérimentales de poche. Le poids d'un des modèles, présenté en 1961, n'était que de 70 g et pouvait tenir sur la paume de la main. Cependant, en URSS, la décision a d'abord été prise de développer le système du téléphone automobile « Altai »Revue "Nauka i zhizn", 8, 1957 et 10, 1958 ; revue "Technika-molodezhi", 2, 1959 ; revue "Za rulem", 12, 1957, revue "Yuny technik", 7, 1957, 2, 1958 et 9, 1996 ; journal "Orlovskaya pravda", 12, 1961. .
En 1965, la société bulgare « Radioelektronika » a présenté un téléphone mobile automatique combiné à une station de base lors de l'exposition internationale Inforga-65 à Moscou. Les solutions de ce téléphone étaient basées sur un système développé par Leonid Kupriyanovich. Une station de base, reliée à une ligne téléphonique, pouvait desservir jusqu'à 15 clientsMagazine "Nauka i zhizn", 8, 1965. .
Les progrès de la téléphonie mobile peuvent être retracés par générations successives, depuis les premiers services « 0G » comme MTS et son successeur, Improved Mobile Telephone Service, jusqu'aux réseaux cellulaires analogiques de première génération (1G), aux réseaux cellulaires numériques de deuxième génération (2G), aux services de données à large bande de troisième génération (3G) et aux réseaux IP natifs de quatrième génération (4G).
Technologie sous-jacente Le développement de la technologie d'intégration à grande échelle (LSI) des MOSFET (transistors MOS), de la théorie de l'information et des réseaux cellulaires a conduit au développement de communications mobiles abordables. Les télécommunications sans fil ont connu une croissance rapide vers la fin du , principalement en raison de l'introduction du traitement des signaux numériques dans les communications sans fil, grâce au développement de la technologie (CMOS complémentaire radiofréquence) à faible coût et à très grande intégration (VLSI).
Le développement de la technologie des téléphones cellulaires a été rendu possible par les progrès réalisés dans la fabrication des dispositifs semi-conducteurs MOSFET (transistor à effet de champ métal-oxyde-silicium). Le MOSFET (transistor MOS), inventé par Mohamed M. Atalla et Dawon Kahng aux laboratoires Bell en 1959, est l'élément de base des téléphones cellulaires modernes. La mise à l'échelle du MOSFET, qui consiste à réduire la taille des transistors MOS tout en diminuant leur consommation d'énergie, a permis la mise au point de la technologie d'intégration à très grande échelle (VLSI), le nombre de transistors MOS dans les puces de circuits intégrés augmentant à un rythme exponentiel, comme le prédit la loi de Moore. La mise à l'échelle continue des transistors MOSFET a finalement rendu possible la construction de téléphones portables. Un smartphone moderne typique est construit à partir de milliards de minuscules transistors MOSFET à partir de 2019, utilisés dans des circuits intégrés tels que les microprocesseurs et les puces mémoire, comme dispositifs d'alimentation et comme transistors en couches minces (TFT) dans les écrans des téléphones mobiles.
Les progrès de la technologie de l'électronique de puissance MOSFET ont également permis le développement des réseaux mobiles numériques sans fil, qui sont essentiels aux téléphones portables modernes. L'adoption généralisée des dispositifs , LDMOS (MOS à diffusion latérale) et (CMOS radiofréquence) a conduit au développement et à la prolifération des réseaux mobiles numériques sans fil dans les années 1990, et les progrès de la technologie MOSFET ont permis d'augmenter la bande passante dans les années 2000. La plupart des éléments essentiels des réseaux mobiles sans fil sont construits à partir de MOSFET, y compris les émetteurs-récepteurs mobiles, les modules de station de base, les routeurs, les amplificateurs de puissance RF, les circuits de télécommunication, les circuits RF et les émetteurs-récepteurs radio, dans des réseaux tels que 2G, 3G, et 4G.
Un autre facteur important a été la batterie lithium-ion, qui est devenue indispensable comme source d'énergie pour les téléphones portables. La batterie lithium-ion a été inventée par John Goodenough, Rachid Yazami et Akira Yoshino dans les années 1980, et commercialisée par Sony et Asahi Kasei en 1991.
Services précoces
MTS En 1949, AT&T a commercialisé le Mobile Telephone System. Depuis ses débuts à St Louis, Missouri, en 1946, AT&T a introduit le service de téléphonie mobile dans une centaine de villes et de couloirs d'autoroute en 1948. Le service de téléphonie mobile est une rareté, avec seulement 5 000 clients qui passent environ 30 000 appels par semaine. Les appels étaient établis manuellement par un opérateur et l'utilisateur devait appuyer sur un bouton du combiné pour parler et relâcher le bouton pour écouter. L'équipement de l'abonné pesait environ 36 kg (80 livres).
La croissance du nombre d'abonnés et la génération de revenus ont été entravées par les contraintes de la technologie. Étant donné que seuls trois canaux radio étaient disponibles, seuls trois clients dans une ville donnée pouvaient passer des appels téléphoniques mobiles en même tempsGordon A. Gow, Richard K. Smith Mobile and wireless communications : an introduction, McGraw-Hill International, 2006 page 23 . Le service de téléphonie mobile était cher, coûtant 15 dollars américains par mois, plus 0,30-0,40 dollar par appel local, ce qui équivaut (en dollars américains de 2012) à environ 176 dollars par mois et 3,50-4,75 dollars par appel.
Au Royaume-Uni, il existait également un système basé sur des véhicules appelé « Post Office Radiophone Service », qui a été lancé autour de la ville de Manchester en 1959. Bien qu'il exigeait que les appelants parlent à un opérateur, il était possible d'être mis en relation avec n'importe quel abonné en Grande-Bretagne. Le service a été étendu à Londres en 1965 et à d'autres grandes villes en 1972.
IMTS AT&T a introduit la première amélioration majeure de la téléphonie mobile en 1965, donnant au service amélioré le nom évident de . L'IMTS utilisait des canaux radio supplémentaires, permettant un plus grand nombre d'appels simultanés dans une zone géographique donnée, introduisait la numérotation par l'abonné, éliminant l'établissement manuel des appels par un opérateur, et réduisait la taille et le poids de l'équipement de l'abonné.
Malgré l'amélioration de la capacité offerte par IMTS, la demande a dépassé la capacité. En accord avec les organismes de réglementation des États, AT&T a limité le service à seulement 40 000 clients à l'échelle du système. À New York, par exemple, 2 000 clients se partageaient seulement 12 canaux radio et devaient généralement attendre 30 minutes pour passer un appel.
Radio Common Carrier vignette|Un radiotéléphone mobile. Radio Common Carrier ou RCC était un service introduit dans les années 1960 par des compagnies de téléphone indépendantes pour concurrencer l'IMTS d'AT&T. Les systèmes RCC utilisaient des fréquences jumelées UHF 454/459 MHz et VHF 152/158 MHz proches de celles utilisées par IMTS. Les services basés sur le RCC ont été fournis jusque dans les années 1980, lorsque les systèmes cellulaires AMPS ont rendu l'équipement RCC obsolète.