自1890年特思拉(Tesla)為無線通訊奠定了理論基礎(chǔ)，被譽為無線電之父的馬可尼(Marconi) 在1894年第一次將無線信號傳輸?shù)絻捎⒗锿�，移動技術(shù)給人類社會帶來極大的變革。當(dāng)移動與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合后，移動信息技術(shù)成為信息通訊技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動力。無線網(wǎng)絡(luò)和各種不同類型的移動信息終端，為人們提供了廣闊的移動交互的空間，并已經(jīng)成為普及與流行的生活、工作方式。
移動信息技術(shù)的爆炸性增長，也推動了企業(yè)信息化技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級。在未來的服務(wù)業(yè)和新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)之中，會借助移動信息技術(shù)產(chǎn)生什么新的技術(shù)變革？物聯(lián)網(wǎng)、移動終端、AR/VR技術(shù)在未來的移動信息時代，會有什么突破性的進展？移動的信息化還將如何進行演進？溫故而知新，下面就讓我們通過對移動信息技術(shù)發(fā)展歷史的梳理，展望一下未來移動信息可能會為人們的生產(chǎn)、生活帶來什么新的變化。
從模擬中走來 第一代移動通信系統(tǒng)(1G)
1976年美國摩托羅拉公司的工程師馬丁·庫珀首先將無線電應(yīng)用于移動電話。同年，國際無線電大會批準(zhǔn)了800/900 MHz頻段用于移動電話的頻率分配方案。在此之后一直到20世紀(jì)80年代中期，許多國家都開始建設(shè)基于頻分復(fù)用技術(shù)(FDMA，F(xiàn)requency Division Multiple Access)和模擬調(diào)制技術(shù)的第一代移動通信系統(tǒng)(1G，1st Generation)。
由于采用的是模擬技術(shù)，1G系統(tǒng)的容量十分有限。此外，安全性和干擾也存在較大的問題。1G系統(tǒng)的先天不足，使得它無法真正大規(guī)模普及和應(yīng)用，價格更是非常昂貴，成為當(dāng)時的一種奢侈品和財富的象征。與此同時，不同國家的各自為政也使得1G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各不相同，即只有“國家標(biāo)準(zhǔn)”，沒有“國際標(biāo)準(zhǔn)”，國際漫游成為一個突出的問題。這些缺點都隨著第二代移動通信系統(tǒng)的到來得到了很大的改善。
數(shù)字化的曙光 第二代移動通信系統(tǒng)(2G)
在九十年代，全球移動通信系統(tǒng)【GSM(Global System for Mobile Communication)】的出現(xiàn)，使得無線通訊的信令和語音信道完成了由模擬向數(shù)字的轉(zhuǎn)變。
與GSM采用的“時分多址(TDMA)技術(shù)”相對應(yīng)還有一個“碼分多址(CDMA)技術(shù)”。時分多址技術(shù)是讓若干個地球通信站共同使用一個信道。但是占用的時間不同，所以相互之間不會干擾。但是信道的利用效率并不很高，無法容納過多用戶。碼分多址是每個地球站都被分配有一個獨特的“碼序列”，通過不同編碼將不同用戶信息進行融離。因此在同一信道內(nèi)，采用CDMA技術(shù)可以比時分多址方式容納更多的用戶。
數(shù)字化的轉(zhuǎn)變，使得手機不在僅是通話設(shè)備，同時還具備的信息傳輸?shù)哪芰�。�?shù)字化的手機不但可以進行語音通訊，還具備了收發(fā)短消息的能力。但短消息的信息傳輸能力十分低下，最大70個漢字的傳輸能力僅相當(dāng)于以太網(wǎng)中一個數(shù)據(jù)包所能容納的數(shù)據(jù)量。
1993年，高通向業(yè)界證明了CDMA能夠提供TCP/IP協(xié)議服務(wù)。自此，移動信息化的大幕開始正式拉開。
然而移動信息化技術(shù)發(fā)展的道路并非一帆風(fēng)順。無論是基于CDMA還是GSM的2G移動通信網(wǎng)絡(luò)，最高傳輸速率僅為9.6kbit/s，實在難以滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用需求。
因此，高通在CDMA技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展出了最高傳輸速率為307.2Kbps的CDMA1X，而GSM也相應(yīng)的推出了最高傳輸速率可以達(dá)到171.2Kbps的GPRS。
移動網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的提升，推出了新移動應(yīng)用的產(chǎn)生。于是“彩信”出現(xiàn)了。由于現(xiàn)在應(yīng)用中的移動網(wǎng)絡(luò)傳輸性能還非常有限，只能滿足些數(shù)據(jù)量不高的純文本文檔和分辨率極低的小尺寸圖片的數(shù)據(jù)傳輸工作。“彩信”也只能局限于收發(fā)一些分辨率不高的圖片和信息量并不太多的新聞類文字，比如“新聞早晚報”。
隨著移動電話的普及，用紙筆寫信的信息傳輸方式逐淅開始被語音和短消息取代了。而新聞傳播的報紙也開始被基于“彩信”的新聞早晚報所替換。
2G網(wǎng)絡(luò)十分有限的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬，自然無法滿足移動信息化大潮下網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。雖然提供一些簡單的收發(fā)電子郵件和Web瀏覽應(yīng)用，但使用的用戶始終有限。因此，第三代移動通信系統(tǒng)(3G)很快就被提上了日程。
步入成熟 第三代移動通信系統(tǒng)(3G)
美國CDMA2000、中國TD-SCDMA、歐洲WCDMA，從這世界3G技術(shù)的三大主流標(biāo)準(zhǔn)中，我們已經(jīng)可以看出，CDMA技術(shù)已經(jīng)成為3G技術(shù)的根本原理。而執(zhí)掌著CDMA技術(shù)的高通，也由一個“小公司”成長為了世界500強。
成長起來的高通，持續(xù)在3G技術(shù)領(lǐng)域發(fā)力。由技術(shù)許可獲得的資金被更多的投入到了通信領(lǐng)域的新技術(shù)開發(fā)之中。現(xiàn)如今高通擁有約13萬件專利，包括正在申請的專利及已經(jīng)獲得授權(quán)的專利。這些專利不僅涵蓋蜂窩技術(shù)領(lǐng)域，同時也包括連接、成像、射頻、電源、軟件、安全和多媒體等領(lǐng)域。
AGPS技術(shù)(輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))、手機攝像頭、“飛行模式”、“鎖屏”功能，以及早在蘋果10年之前，高通已經(jīng)在建議蘋果將無線通訊功能放進蘋果當(dāng)時的掌上電腦之中……
在高通和其它眾多通信企業(yè)的共同努力之下，3G移動網(wǎng)絡(luò)的高帶寬與智能手機的多種移動應(yīng)用功能終于碰撞出了燦爛的火花。蘋果與谷歌相繼發(fā)布了IOS與安卓手機操作系統(tǒng)。各種適用于智能手機與平板電腦的APP應(yīng)用也像雨后春筍般迅速出現(xiàn)。
在移動應(yīng)用飛速發(fā)展的同時，3G移動網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率開始變得捉襟見肘。CDMA 2000(EVDO RA)3.1Mbps、TD-SCDMA2.8Mbps、WCDMA14.4Mbps的下行速率很難滿足越來越多圖片、視頻類應(yīng)用的使用需求。在3G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出后不久，4G移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)很快就被提上了日程。
爆炸性發(fā)展 第四代移動通信系統(tǒng)(4G)
和3G技術(shù)利用同一無線網(wǎng)絡(luò)提供語音和數(shù)據(jù)通訊不同，在第四代的移動通信網(wǎng)絡(luò)中，是以IP為基礎(chǔ)的核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，4G的語音信息也是通過數(shù)據(jù)的形式進行傳輸。換句話說，4G網(wǎng)絡(luò)是一個全數(shù)據(jù)移動通訊網(wǎng)絡(luò)。
目前的4G網(wǎng)絡(luò)是以LTE技術(shù)為主。LTE(Long Term Evolution，長期演進)是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計劃)組織制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統(tǒng))技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長期演進，于2004年12月在3GPP多倫多會議上正式立項并啟動。
LTE系統(tǒng)引入了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)和MIMO(Multi-Input & Multi-Output，多輸入多輸出)等關(guān)鍵技術(shù)，顯著增加了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率(20M帶寬2X2MIMO在64QAM情況下，理論下行最大傳輸速率為201Mbps，除去信令開銷后大概為150Mbps，但根據(jù)實際組網(wǎng)以及終端能力限制，一般認(rèn)為下行峰值速率為100Mbps，上行為50Mbps)，并支持多種帶寬分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統(tǒng)容量和覆蓋也顯著提升。
LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加扁平化簡單化，減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和系統(tǒng)復(fù)雜度，從而減小了系統(tǒng)時延，也降低了網(wǎng)絡(luò)部署和維護成本。LTE系統(tǒng)支持與其他3GPP系統(tǒng)互操作。根據(jù)雙工方式不同LTE系統(tǒng)分為FDD-LTE(Frequency Division Duplexing)和TDD-LTE (Time Division Duplexing)，二者技術(shù)的主要區(qū)別在于空口的物理層上(像幀結(jié)構(gòu)、時分設(shè)計、同步等)。FDD系統(tǒng)空口上下行采用成對的頻段接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，而TDD系統(tǒng)上下行則使用相同的頻段在不同的時隙上傳輸。
如果說3G時代是移動通信系統(tǒng)功能發(fā)展期的話，在第四代移動通信時代，就是傳輸能力的爆發(fā)期。
通過下面這個LTE Cat(LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸速率等級)表格，我們可以看到LTE數(shù)據(jù)傳輸速率的爆炸性增長：
……
2016年2月，高通發(fā)布了驍龍X16調(diào)制解調(diào)器，已經(jīng)可以提供LTE Cat16的1Gbps網(wǎng)速；2017年1月，高通、Telstra、愛立信和NETGEAR已經(jīng)在澳大利亞悉尼推出全球首個商用千兆級LTE網(wǎng)絡(luò)及終端。
2017年2月，高通在千兆級LTE發(fā)展的基礎(chǔ)上再一次加強自身優(yōu)勢，推出第二代千兆級LTE調(diào)制解調(diào)器——基于10納米FinFET制程工藝打造的驍龍X20 LTE芯片組，能帶來最高達(dá)1.2Gbps的LTE Cat18下載速度，與前代產(chǎn)品相比實現(xiàn)了20%的下載速度提升。
4G移動網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升，直接推動了面向消費者類(2C)的移動應(yīng)用發(fā)展。企業(yè)業(yè)務(wù)開始向著移動信息化的方向進行轉(zhuǎn)型。
面向未來 第五代移動信息系統(tǒng)(5G)
未來的第五代移動信息系統(tǒng)可以做些什么？從高通在2017年國際消費電子展(CES 2017)上推出其最新的頂級移動平臺——集成X16 LTE的高通驍龍835處理器的應(yīng)用展示中可以看出端倪：
驍龍835旨在為頂級系列的消費與企業(yè)級終端提供下一代娛樂體驗和聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)支持，這些終端包括智能手機、VR/AR頭顯設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)攝像頭、平板電腦、移動PC以及其他終端。這些終端運行各種操作系統(tǒng)，包括Android和能夠支持傳統(tǒng)的Win32應(yīng)用的Windows 10系統(tǒng)。
但是要想支撐這些新的移動應(yīng)用形式，還需要利用5G來克服當(dāng)前移動數(shù)據(jù)傳輸能力不足的問題：當(dāng)前基于4G+的技術(shù)，支持LTE Cat16、甚至Cat18的調(diào)制解調(diào)器已經(jīng)可以提供1 Gbps到1.2 Gbps的下載速率。但是在目前4G網(wǎng)絡(luò)實際應(yīng)用中，卻還很難達(dá)到這樣的下載速率。
這種情況，和當(dāng)前無線傳輸?shù)母陕肪W(wǎng)絡(luò)帶寬不足有很大關(guān)系。打個比方：在一條高速公路上開車，車少的時候，哪個車發(fā)功機功率強勁，就可以跑得更快，但如果遇到春運，所有車都上了高速，再好的發(fā)動機也要一點點的磨著向前走。在國內(nèi)具有海量的4G移動網(wǎng)絡(luò)用戶，而網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬畢竟有限。此時，即便基于4G和4G+的調(diào)制解調(diào)器可提供帶寬再高，也難以滿足海量用戶的數(shù)據(jù)傳輸需求。
向5G的不斷演進，最需要解決的就是這個“路”的問題。而解決的方法就是利用SDN技術(shù)的控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離——很多車在同一條路上跑，難免會產(chǎn)生擁塞。每輛車都會建立一條自己通向目的地的車道，干路傳輸?shù)氖强刂七@些“車輛”道路的信息時，行車的道路自然也會得到無限的拓展。
基于5G技術(shù)會產(chǎn)生什么全新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，目前還只是初現(xiàn)端倪。云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與5G相結(jié)合后，還會再碰撞出什么新的火花，目前還有待觀察。但是延著移動通信系統(tǒng)發(fā)展的足跡，我們可以摸清一些未來移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的脈絡(luò)——未來必然會有更加多樣化的移動通信網(wǎng)絡(luò)終端產(chǎn)品出現(xiàn)，將家電、汽車、道路、城市與人們的工作和生活更加緊密的連接到一起，移動信息時代也將向著無限的未來繼續(xù)演進。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題：移動信息技術(shù)的無限演進
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