در سال 1947، محققان با بررسی تلفن‌های همراه ابتدایی که بیشتر در خودروها استفاده می‌شدند، به یک ایده‌ی کلیدی رسیدند. آن‌ها متوجه شدند که با استفاده از سلول‌های کوچک (هر سلول یک محدوده مشخص از پوشش شبکه را شامل می‌شود) و تکنیکی به نام بازاستفاده از فرکانس، می‌توان ظرفیت شبکه‌های تلفن همراه را به شکل چشمگیری افزایش داد.

به عبارت دیگر، به جای استفاده از یک فرستنده و گیرنده قوی با پوشش گسترده، می‌توان منطقه را به بخش‌های کوچکتری تقسیم کرد و از فرکانس‌های یکسان در سلول‌هایی که از هم دور هستند، مجدداً استفاده نمود. این کار باعث می‌شد که تعداد بیشتری کاربر به طور همزمان بتوانند از شبکه تلفن همراه استفاده کنند.

متاسفانه، در آن زمان، تکنولوژی لازم برای پیاده‌سازی این ایده وجود نداشت و شبکه‌های سلولی تنها در حد یک مفهوم باقی ماندند. اما همین ایده، پایه‌گذار تحولی بزرگ در صنعت ارتباطات سیار شد.

نقش قوانین و مقررات در توسعه تلفن همراه

توسعه تلفن‌های همراه، علاوه بر چالش‌های تکنولوژیکی، با موانع قانونی و مقررات دست و پاگیر نیز روبرو بود. از آنجایی که تلفن همراه نوعی رادیو دوطرفه محسوب می‌شود، پخش و ارسال امواج رادیویی تحت نظارت کمیسیون فدرال ارتباطات (FCC) قرار دارد.

در سال 1947، شرکت AT&T پیشنهاد داد که FCC تعداد زیادی از فرکانس‌های طیف رادیویی را به خدمات تلفن همراه اختصاص دهد تا این سرویس به شکل گسترده‌تری در دسترس قرار گیرد و AT&T نیز انگیزه بیشتری برای تحقیق و توسعه در این زمینه پیدا کند. اما FCC با این پیشنهاد موافقت نکرد و تعداد فرکانس‌های در دسترس را محدود کرد. این محدودیت‌ها باعث شد که تنها 23 مکالمه تلفنی به طور همزمان در یک منطقه سرویس‌دهی امکان‌پذیر باشد و انگیزه بازار برای تحقیق و توسعه از بین برود. می‌توان گفت که FCC تا حدودی مسئول تاخیر در ارائه خدمات تلفن همراه به عموم مردم بود.

در سال 1968، FCC در نهایت موضع خود را تغییر داد و اعلام کرد: "اگر تکنولوژی لازم برای ساخت یک سرویس تلفن همراه بهتر وجود داشته باشد، ما تخصیص فرکانس‌ها را افزایش خواهیم داد و امواج رادیویی را برای تلفن‌های همراه بیشتری آزاد خواهیم کرد." پس از این اعلام، AT&T و Bell Labs یک سیستم سلولی را به FCC پیشنهاد دادند. این سیستم شامل تعداد زیادی برج‌های پخش کوچک و کم‌توان بود که هر کدام یک "سلول" با شعاع چند مایل را پوشش می‌دادند و مجموعاً یک منطقه بزرگتر را پوشش می‌دادند. هر برج تنها از چند فرکانس از کل فرکانس‌های اختصاص داده شده به سیستم استفاده می‌کرد. با حرکت تلفن‌ها در سطح منطقه، مکالمات از یک برج به برج دیگر منتقل می‌شد.

دکتر مارتین کوپر، مدیر کل سابق بخش سیستم‌ها در موتورولا، به عنوان مخترع اولین گوشی قابل حمل مدرن شناخته می‌شود. در واقع، کوپر در آوریل 1973 اولین تماس را با یک تلفن همراه قابل حمل به رقیب خود، جوئل انگل، که به عنوان رئیس تحقیقات بل لابز خدمت می‌کرد، برقرار کرد. این تلفن یک نمونه اولیه به نام DynaTAC بود و 28 اونس وزن داشت. بل لابراتوارها ایده ارتباطات سلولی را در سال 1947 با فناوری خودروی پلیس معرفی کرده بودند، اما این موتورولا بود که برای اولین بار این فناوری را در یک دستگاه قابل حمل طراحی شده برای استفاده در خارج از خودرو ادغام کرد.

تا سال 1977، AT&T و Bell Labs یک سیستم سلولی اولیه ساختند. یک سال بعد، آزمایش‌های عمومی سیستم جدید با بیش از 2000 مشتری در شیکاگو برگزار شد. در سال 1979، در یک سرمایه گذاری جداگانه، اولین سیستم تلفن سلولی تجاری در توکیو به بهره برداری رسید. در سال 1981، موتورولا و تلفن رادیویی آمریکایی دومین آزمایش سیستم رادیو تلفن سلولی ایالات متحده را در منطقه واشنگتن/بالتیمور آغاز کردند. و تا سال 1982، FCC کندرو در نهایت خدمات سلولی تجاری را برای ایالات متحده آمریکا تأیید کرد.

بنابراین، علیرغم تقاضای باورنکردنی، سالها طول کشید تا خدمات تلفن همراه به صورت تجاری در ایالات متحده در دسترس قرار گیرد. تقاضای مصرف کننده به زودی از استانداردهای سیستم 1982 فراتر رفت و تا سال 1987، تعداد مشترکین تلفن همراه از یک میلیون نفر فراتر رفت و امواج رادیویی بیشتر و بیشتر شلوغ شدند.

اساساً سه راه برای بهبود خدمات وجود دارد. تنظیم کننده ها می توانند تخصیص فرکانس ها را افزایش دهند، سلول های موجود را می توان تقسیم کرد و فناوری را می توان بهبود بخشید. FCC نمی خواست پهنای باند بیشتری را واگذار کند و ساخت یا تقسیم سلول ها گران بود و همچنین حجم زیادی به شبکه اضافه می کرد. بنابراین، برای تحریک رشد فناوری جدید، FCC در سال 1987 اعلام کرد که دارندگان مجوز سلولی می توانند از فناوری های سلولی جایگزین در باند 800 مگاهرتز استفاده کنند. با این کار، صنعت تلفن همراه شروع به تحقیق در مورد فناوری انتقال جدید به عنوان یک جایگزین کرد.