近百年来，无论是有线相连的电话，还是无线发送的广播电视，都是用模拟方式来传递信号的。照说模拟信号同原来的信号在波形上几乎“一模一样”，似乎应该达到很好的传播效果。然而，事实恰恰相反，我们打电话时常常遇到听不清、杂音大的现象；广播电台播出的交响乐，听起来同去现场听乐队演奏相比总有欠缺；电视图像上也时有杂色点出现。这是什么原因呢？
原来，信号在传输过程中要经过许多设备的处理和转送，这些设备难免要产生一些噪声和干扰。此外，如果是有线传输，线路附近的电气设备也要产生电磁干扰，如果是无线播送，则更加“开放”，空中的各种干扰根本无法抗拒。这些干扰很容易引起信号失真，也会带来一些噪声。这些失真和附加的噪声，还会随着传送距离的增加而积累起来，严重影响通信质量。
对此，人们想了许多办法。一种办法是采取各种措施来抗干扰，如提高信息处理设备的质量，尽量减少它产生的噪声；又如给传输线加上屏蔽；再如采用调频载波来代替调幅载波等。但是，这些办法都不能从根本上解决干扰的问题。另一种办法是设法去除信号中的噪声，把失真的信号恢复过来。
但是，对于模拟信号来说，由于无法从已失真的信号较准确地推知出原来不失真的信号，因此这种办法不很有效，有时甚至越弄越糟。
此外，模拟信号在传输过程中保密性差，信息在传送过程中很容易被人窃取。
于是，一种新的信号形式出现了，这就是数字信号。
利用数字信号进行通信是70年代在数字技术的基础上发展起来的一种新型通信方式，与以前的模拟信号通信不同，这种通信方式把需要传送的原始信号（文字、语言、图像等）调制成所谓数字信号来传输。数字信号是一种间断的脉冲信号，它不像模拟信号那样是一条绵延起伏的波动线，而是一种由一系列同样高度的矩形组成的折线。它只表示两种状态：要么有，要么无——有矩形的地方表示“有”，用数字1代表；没有矩形的地方表示“无”，用数字0表示。
从原始信号转换到数字信号一般要经过抽样、量化和编码这样三个过程。抽样是指每隔一小段时间，取原始信号的一个值。间隔时间越短，单位时间内取的样值也越多，这样取出的一组样值也就越接近原来的信号。抽样以后要进行量化，正如我们常常把成绩90分以上归为优，75分～90分归为良，60分～75分归为及格一样，量化就是把取出的各种各样的样值仅用我们指定的若干个值来表示。在上面的“分数量化”中，我们就是把60分～100分中的各个成绩仅用“优”、“良”、“及格”这三个值来表示。最后就是编码，把量化后的值分编成仅由0和1这两个数字组成的序列，由脉冲信号发生器生成相应的数字信号。这样就可以用数字信号进行传送了。
在上面的转换过程中，我们似乎损失了一些信息：我们不是取原始信号的全部值，而是隔一段时间取一个样值；在量化时又把这些样值归为指定的若干个值，就好像做了四舍五入的近似一样。但是这些损失是很值得的，因为最后形成的数字信号抗干扰能力特别强，何况我们一般都把时间间隔定得非常短，量化时指定的值又取得足够多而且很密集。数字信号只有两种状态：
1和0。如果它受到了干扰，使得我们在某时收到了一个09，那么我们就有几乎绝对的把握认为原来的信号应该是1，于是予以恢复。除非干扰特别强，把原来的信号变成05左右。但我们考虑的干扰毕竟是偶然的、随机的，这种情况一般不会大量发生。如果大量发生，破坏了一段信号，那就得考虑是否是设备出了故障或有人有意破坏了。
数字信号抗干扰能力强的特点，使得它不但可用于通信技术，而且还可以用于信息处理技术。目前时髦的高保真音响、高清晰度电视机、VCD激光放映机，都采用了数字信号处理技术。此外，数字信号还有以下一些优点：
我们现在使用的电子计算机是数字式计算机，我们处理的信号本来就是数字信号。在通信上使用了数字信号，就可以很方便地将计算机与通信结合起来，将计算机处理信息的优势用于通信事业。如电话通信中的程控数字交换机，就是采用了计算机来代替接线员的工作，不仅接通线路又准确又迅速，而且占地小，效率高，省去了不少人工和设备，使电话通信产生了一个质的飞跃。
数字信号还便于存储，现在流行的CD唱盘和VCD视盘，都是用数字信号来存储音乐和影视信息的。
数字通信还可以兼容电话、电报、数据和图像等多种类型信息的传送，能在同一条线路上传送电话、有线电视、计算机等多种信息。此外，数字信号便于加密和纠错，具有较强的保密性和可靠性。
为适应信息时代大容量信息的传输，需要建立高可靠性、大容量、智能化、综合化的通信网络系统，而数字通信的出现，才使这一目标化为现实。
20世纪80年代，一种既能适应未来各种通信需要，又可用来实现电话、电报、数据通信、传真、可视电话等各种通信业务的一体化通信网——综合服务数字通信网诞生了，它标志着数字通信在现代通信中已占据了主要地位。综合服务数字通信网具有如下综合功能。
语音通信——普通电话、可视电话、移动电话
图文信息传输——用户电报、智能用户电报、传真、电子保密新闻传媒——电子报纸、电子刊物信息检索——数据库、信息库、存储、计算、簿记信息处理——编辑、文件处理、翻译电子账户——购物、付费娱乐——游戏、竞赛、电影、图像、音乐教育——单向传授、双向教学医疗护理——简单诊断、远程诊断其他——民意测验、选举、监视、远程读表、遥测、遥感、遥控等这种综合服务通信网具有速度快、用途广、功能全等特点，是传统的通信网所无法比拟的，它已成为当今通信系统向信息化、智能化、综合化发展的必然趋势。不少国家已经着手建立综合服务数字通信网。
“大哥大”潇洒走天下
无线寻呼机虽然能随身携带，但只能接收信息而不能向外发出信息。普通电话虽然使用方便，但只能放在固定的场所，不能随便移动。能在移动的情况下与各处的人们交流信息，甚至双方都在移动的环境中保持联系，是人们一直向往的理想通信方式，移动电话的出现，解决了这个问题。
移动电话俗称“大哥大”，它是由早期用于军事部门和警察部门的步话机发展而来的。1921年，美国警察部门就开始使用车载无线电通信，后来就发展为步话机。我们在电影《英雄儿女》中看到英雄王成在硝烟弥漫的战火中与指挥部保持联系，用的就是他身上背着的步话机。步话机也可以算是一种移动电话，但是它通信距离不过几千米，而且也只能与规定的有限个对象联络。
真正能够直接拔号进行通信的移动电话直到1963年才出现。移动电话的信息交换如同广播、电视一样，都是依靠无线电波的传送实现的，这就需要使用一定范围的无线电通信频率。但现代通信事业的迅猛发展，使得能用的无线电频率已被其他通信手段大量占用，留给移动电话使用的频率范围很有限。由于不能在一个相同的频率上同时进行多路通信（这样会造成互相干扰），所以早期的移动通信电话系统不能接纳很多的用户。这正好比现代城市中的交通拥挤情况，有限的路面，不可能容纳越来越多的车辆同时行驶。
如当年美国纽约市分配给移动电话使用的频率仅有12个信道，即只能有12个移动电话同时使用。这种状况，当然不能满足社会的需求。
为了解决这个“千军万马过独木桥”的问题，20世纪80年代，美国、日本、瑞典等国先后开发出了同频率复用、大容量小区制的移动电话通信系统，解决了频率信道少、用户多的矛盾，使移动电话通信系统有了真正的发展。
在这种移动电话通信系统的有效通信范围内，比方说在一个城市的市区范围内，分布着一些“基站”。每个基站都有接收、处理和发出移动电话的无线电信号的设备，它们有各自的通信范围，有的达十几千米，有的只有几千米。一般设在市中心建筑物密集区的基站，通信范围小一些，设在市区边缘城乡结合处的基站，通信范围大一些。相邻站的通信范围在接界处相互重叠，所有基站的通信范围合起来将整个市区全部覆盖，没有一处“漏网”。
在地图上看，各个基站的通信范围呈正六边形小区，一个挨着一个，排列得像蜂窝那样，因此这种移动电话系统取名为“蜂窝式移动电话系统”。
持有“大哥大”的用户，无论在市区什么地方，总是在这个“蜂窝”的某一个六边形小区中。当他在“大哥大”上拨号打电话时，“统治”这个小区的基站就收到了“大哥大”发出的信号，并立即把这个信号传给移动电话交换机。
如果该用户拨打的对方电话是普通电话，移动电话交换机就把这个信号传给电话局的交换机，由电话局接通对方电话。接通后，对话双方按以下途径交换信息：
“大哥大”用户基站→移动电话交换机→电话局交换机→普通电话用户。
如果对方也是“大哥大”，则移动电话交换机通知各基站发出寻呼，在各自的“管辖区”寻找对方“大哥大”，这个“大哥大”无论在“蜂窝”中的哪一个小区内，都会响铃。待它的主人作出应答后，“统治”这个小区的基站马上会接到信号，并“通知”移动电话交换机：对方电话在本区内。于是，对话双方按以下途径交换信息：
“大哥大”用户基站→移动电话交换机基站（与前一基站可为同一基站，也可是不同基站）→另一“大哥大”用户。
由于整个通信范围被分割成一个个小区，每个小区“各自为政”，其能力也仅限于同自己小区内的“大哥大”通信，因此不同的小区可以使用相同的频率。但相近的小区仍会相互影响，因此一般在相隔一定距离的两个小区内才使用相同的频率。移动电话虽然通信频率范围较小，但由于能像这样重复使用，倒也可以让许多用户同时通话。
如某个移动电话用户边走边打电话，正好从“蜂窝”中的一个小区进到了另一个小区，或者他坐在汽车上打电话，而汽车从一个小区到了另一个小区，那么这两个小区的基站会自动进行“交接班”，由新的小区基站把“大哥大”信号的频率转换成自己小区所使用的频率，并把信息传递工作继续进行下去，这种转换是在一瞬间完成的，用户几乎没有什么感觉。
现在使用的蜂窝式移动电话系统一般是数字式移动电话系统，即用数字信号而不是用过去的模拟信号来传递信息，这大大提高了通信频道的容量，不仅通信质量好，而且保密性强，还可以兼容多种通信业务。例如，一般电话机铃响时，你并不知道这电话是从哪里打来的，而有一种“大哥大”在响铃的同时还可以在液晶显示屏显示出对方的电话号码，你可以根据情况，决定是否要应答。
如今的移动电话正朝着超小型、多功能的方向发展。最小的“大哥大”
与烟盒差不多大小，重量不到300克，并可记忆几百个电话号码。人们在推测，下一个目标是否将是手表式移动电话呢？
移动电话不但已在飞机、火车、轮船上广泛使用，还被美国航天航空局和美国电话电报公司联手送上了太空。尽管飞船在太空中以每秒几千米的速度急速飞行，然而在地球任何地方，人们都可以通过普通电话直接拨号与宇航员对话，了解宇航员在太空生活的趣闻轶事，询问宇航员太空飞行的航程安排，如你使用的是可视电话，那就锦上添花了。
移动电话使人们能够在移动过程中进行互相通信，适应了现代社会节奏快、人员流动性强的需要。近些年来，移动电话的使用越来越普遍了，据1992年初的统计，日本平均每个家庭至少有一部“大哥大”。
“大哥大”虽十分方便，但也有局限。由于隔一定距离就要建造一个基站，所以一般只在人口稠密的城区设立移动电话系统，为此，后来科学家们提出了建造一种全球性卫星个人通信系统的计划。通过这个系统，人们可在世界上任何地方随时进行通信。
这种新系统的核心是运行在近地轨道上的77颗人造通信卫星。我们知道，一般的通信卫星运行在距地面约36000千米的高空，但这个系统中的通信卫星距地面只有765千米。之所以采用低轨道运行的方式，是考虑到袖珍移动电话发出的信号很弱，卫星太高就收不到。但低轨道卫星在运行时与地球自转不同步，它同地球的相对位置变化很快，这就需要把许多颗卫星均衡地部署在7条环形近地轨道上，以保证地球表面任何一点都被这些卫星中至少一个卫星的通信范围所覆盖。
这个系统又称为“铱”系统，为什么称“铱”系统？这是因为铱原子中有77个电子，它们绕着原子核运转，同我们这个系统中77颗卫星围绕地球运转相当。“铱”系统中这77颗卫星将在7条近地轨道上绕地球运行，每条轨道上部署11颗卫星。这种卫星直径仅为1米多，重量300多千克，与同步通信卫星相比，可以说是“孙子辈”了。但由于这种通信卫星体积小、重量轻，故能实现多颗卫星一次发射，美国的多种类型火箭、欧洲的“阿丽亚娜”火箭及中国的长征系列火箭都可以承担发射的任务。可以认为“铱”系统是一个太空中的移动通信系统，它的“基站”就是这卫星，但不像地面上的基站是固定的，而是在飞速地移动着，而且在信息传输的机理上也有不同。
