移动终端发展历史
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移动通信技术的发展历程与趋势在当今社会,移动通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从最初的简单通话功能到如今的高速数据传输、智能应用和万物互联,移动通信技术的发展可谓是日新月异。
让我们一同回顾其发展历程,并展望未来的趋势。
移动通信技术的起源可以追溯到上世纪 80 年代。
1G 时代(第一代移动通信技术)的出现,让人们首次实现了移动通话。
但那时的手机体积庞大,功能单一,通话质量也不尽如人意。
然而,这却是一个伟大的开端,为后续的技术发展奠定了基础。
进入 2G 时代,移动通信技术有了显著的进步。
数字信号取代了模拟信号,不仅提高了通话质量,还实现了短信功能。
这使得人们之间的沟通更加便捷,信息传递的方式也更加多样化。
3G 时代的到来则是一场真正的变革。
数据传输速度大幅提升,人们可以通过手机浏览网页、下载图片和音乐。
智能手机开始普及,各种应用程序应运而生,移动互联网的雏形逐渐显现。
4G 时代则将移动通信技术推向了一个新的高峰。
更快的网速支持高清视频播放、在线游戏和移动支付等功能。
社交媒体、电子商务和在线教育等行业也因此得到了快速发展。
人们的生活方式发生了翻天覆地的变化,几乎所有的事情都可以通过手机完成。
如今,我们正处在 5G 时代的浪潮中。
5G 技术具有高速率、低延迟和大容量连接的特点。
这使得无人驾驶、远程医疗、工业互联网等领域有了突破性的发展。
在无人驾驶方面,低延迟的特性能够让车辆实时接收和处理大量的数据,从而做出更精准的决策,提高行驶安全性。
远程医疗则让专家能够远程为患者进行诊断和治疗,打破了地域的限制,为医疗资源的均衡分配提供了可能。
工业互联网中,5G 技术可以实现设备之间的高效通信和协同工作,提高生产效率和质量。
展望未来,移动通信技术的发展趋势将更加令人期待。
首先,6G 技术的研发已经提上日程。
6G 将在 5G 的基础上进一步提升性能,实现更高速的数据传输、更低的延迟和更广泛的连接。
太赫兹频段的应用有望成为 6G 的关键技术之一,为实现超高速通信提供可能。
移动互联网发展历程互联网(Internet),即广域网、局域网与单机按照一定的通讯协议组成的国际计算机网络。
它将两台或以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段联系起来,人们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件、共同完成一项工作、共同娱乐。
移动互联网,是将移动通信和互联网二者结合起来。
在最近几年里,移动通信和互联网成为发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务,可以预见移动互联网将会创造怎样的经济神话。
互联网的发展分为五个阶段:第一阶段是大型机,是在上世纪60年代;第二阶段是小型机;第三阶段是PC机;第四阶段是桌面的互联网;第五阶段是移动互联网。
每一个阶段都有每一阶段的明星企业,如今苹果已经超过微软和Google而成为市值最大的IT公司,它无疑是移动互联网时代的明星。
移动互联网发展历程,未来几年,预计移动互联网将迎来爆发式增长,一些新的经济模式和增长点将应运而生。
互联网企业要抓住历史机遇,在3G时代加强业务研发和应用推广,捕获商机。
2移动互联网的发展趋势手机上网用户的快速增长,一方面是由于电信运营商逐步下调手机上网资费,并在产业链中大力推广手机报、手机支付、手机冲浪、手机证券、手机游戏和无线城市等应用,激发了用户需求;另一方面,低廉的山寨手机层出不穷,加上极高的性价比,客观上加速了移动互联网的发展。
对用户而言,希望通过手机实时掌握信息的企业用户比例高达71.9%,在移动终端上实现移动办公等功能已经成为用户除手机传统功能外的最大需求。
3电信运营商面对移动互联网的发展策略对电信运营商而言,上世纪90年代之前的百余年,可以说是一个电报和固定电话的时代(在中国,直到1999年固定电话都占绝对优势);2000年以后,就进入移动话音短信时代,主要的收入来自于移动的话音,所有的固定运营商也都转向移动;现在,则进入了第三个时代:移动互联网时代。
全球电信运营商都处于巨大变革中,除了话音和短信业务,手机用户正在使用越来越多的互联网业务。
GSM蜂窝移动通信系统第一讲GSM的发展历史1.1 GSM系统历史背景GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而成。
蜂窝系统的概念和理论二十世纪六十年代就由美国贝尔实验室等单位提了出来,但其复杂的控制系统,尤其是实现移动台的控制直到七十年代随着半导体技术的成熟,大规模集成电路器件和微处理器技术的发展以及表面贴装工艺的广泛应用,才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。
直到1979年美国在芝加哥开通了第一个AMPS(先进的移动电话业务)模拟蜂窝系统,而北欧也于1981年9月在瑞典开通了NMT(Nordic 移动电话)系统,接着欧洲先后在英国开通TACS系统,德国开通C-450系统等。
见表1-1。
表1-1 1991年欧洲主要蜂窝系统蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。
其频率复用大大提高了频率利用率并增大系统容量,网络的智能化实现了越区转接和漫游功能,扩大了客户的服务范围,但上述模拟系统有四大缺点:1.各系统间没有公共接口;2.很难开展数据承载业务;3.频谱利用率低无法适应大容量的需求;4.安全保密性差,易被窃听,易做“假机”。
尤其是在欧洲系统间没有公共接口相互之间不能漫游,对客户之间造成很大的不便。
GSM数字移动通信系统史源于欧洲。
早在1982年,欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营,例如北欧多国的NMT(北欧移动电话)和英国的TACS(全接入通信系统),西欧其它各国也提供移动业务。
当时这些系统是国内系统,不可能在国外使用。
为了方便全欧洲统一使用移动电话,需要一种公共的系统,1982年北欧国家向CEPT(欧洲邮电行政大)提交了一份建议书,要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。
在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会(ETSI)技术委员会下的“移动特别小组\Group SpecialMobile)简称“GSM”,来制定有关的标准和建议书。
移动通信发展史概述2013年12月4日工信部宣布向三大运营商发放4G牌照,根据工信部的公告,我国发放4G牌照,三家运营商将同步获得首批4G牌照,为TD-LTE制式;对于为何向三家运营企业只发放TD-LTE牌照,工信部发布了相关解读,并称“工信部收到三家运营企业申请TD-LTE 牌照的相关材料,并且三家运营企业均已开展TD-LTE规模网络试验,TD-LTE技术完善和产业发展的成熟程度已具备规模商用的条件”;这样的解释只是解释了为什么发TD-LTE牌照,而没有解释为什么不发FD-LTE牌照;按照上述解释,我们完全可以这样套读“工信部收到两家运营企业申请FD-LTE牌照的相关材料,并且国外运营企业均已开展FD-LTE规模网络运行,FD-LTE技术完善和产业发展的成熟程度已具备规模商用的条件”;实际上,FD-LTE和TD-LTE技术都趋于完善,产业发展的成熟程度也已具备规模商用的条件;但为什么只是中国移动一家作好了规模商用的准备,中国联通和中国电信均未准备就绪呢这就必需从LTE的前世到今身详细说起;从标准的角度来看,到目前为止,移动通信已经发展了3代;一、1G移动通信标准第一代是模拟蜂窝移动通信网,时间是本世纪七十年代中期至八十年代中期;1978年,美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统AMPS,建成了蜂窝状移动通信系统;而其它工业化国家也相继开发出蜂窝式移动通信网;这一阶段相对于以前的移动通信系统,最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念;蜂窝网,即小区制,由于实现了频率复用,大大提高了系统容量;第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS系统和后来的改进型系统TACS,以及NMT 和NTT等;AMPS先进的移动电话系统使用模拟蜂窝传输的800MHz频带,在北美,南美和部分环太平洋国家广泛使用;TACS总接入通信系统使用900MHz频带,分ETACS欧洲和NTACS日本两种版本,英国,日本和部分亚洲国家广泛使用此标准;1987年11月18日,第一个模拟蜂窝移动电话系统在广东省建成并投入商用;第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用,语音信号为模拟调制,每隔30KHz/25KHz一个模拟用户信道;第一代系统在商业上取得了巨大的成功,但是其弊端也日渐显露出来:1频谱利用率低2业务种类有限3无高速数据业务4保密性差,易被窃听和盗号5设备成本高6体积大,重量大;第一代移动通信最大特点是语音终端移动化;二、2G移动通信标准第二代移动通信系统是为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷,通过数字移动通信技术发展起来的,以GSM和IS-95为代表,时间是从八十年代中期开始;欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网GSM的体系;随后,美国和日本也制订了各自的数字移动通信体制;数字移动通网相对于模拟移动通信,提高了频谱利用率,支持多种业务服务,并与ISDN等兼容;第二代移动通信系统以传输话音和低速数据业务为目的,因此又称为窄带数字通信系统;第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统,IS-95和欧洲的GSM系统;1GSM全球移动通信系统发源于欧洲,它是作为全球数字蜂窝通信的DMA标准而设计的,支持64Kbps的数据速率,可与ISDN互连;GSM使用900MHz频带,使用1800MHz频带的称为DCS1800;GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式,每载频支持8个信道,信号带宽200KHz;GSM标准体制较为完善,技术相对成熟,不足之处是相对于模拟系统容量增加不多,仅仅为模拟系统的两倍左右,无法和模拟系统兼容;2DAMPS先进的数字移动电话系统也称IS-54北美数字蜂窝,使用800MHz频带,是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种,指定使用TDMA多址方式;3IS-95是北美的另一种数字蜂窝标准,使用800MHz或1900MHz频带,指定使用CDMA多址方式,已成为美国PCS个人通信系统网的首先技术;1995年,GSM数字电话网正式开通;2002年中国联通于1月8日正式开通了CDMA网络并投入商用;由于第二代移动通信以传输话音和低速数据业务为目的,从1996年开始,为了解决中速数据传输问题,又出现了代的移动通信系统,如GPRS和IS-95B;移动通信现在主要提供的服务仍然是语音服务以及低速率数据服务;第二代移动通信最大特点是数字化;三、3G移动通信标准由于网络的发展,数据和多媒体通信的发展势头很快,所以,第三代移动通信的目标就是移动宽带多媒体通信;第三代移动通信系统最早由国际电信联盟ITU于1985年提出,当时称为未来公众陆地移动通信系统FPLMTS,FuturePublicLandMobileTelecommunicationSystem,1996年更名为IMT-2000InternationalMobileTelecommunication-2000,意即该系统工作在2000MHz频段,最高业务速率可达2000kbps,预期在2000年左右得到商用;由于自有的技术优势,CDMA技术已经成为第三代移动通信的核心技术;为实现上述目标,对3G无线传输技术RTT:Radio TransmissionTechnology提出了以下要求:1高速传输以支持多媒体业务;室内环境至少2Mbps;室内外步行环境至少384kbps;室外车辆运动中至少144kbps;卫星移动环境至少9;6kbps;2传输速率能够按需分配;3上下行链路能适应不对称需求;由于自有的技术优势,CDMA技术已经成为第三代移动通信的核心技术;第三代移动通信的主要体制有WCDMA,cdma2000和TD-SCDMA;1999年11月5日,国际电联ITU-RTG8/1第18次会议通过了"IMT-2000无线接口技术规范"建议,其中我国提出的TD-SCDMA技术写在了第三代无线接口规范建议的IMT-2000CDMATDD部分中;■cdma2000·直接序列扩频码分多址,频分双工FDD方式;·EV-DORelA版本可在的带宽内提供最高的下行数据传输速率;■WCDMA·直接序列扩频码分多址,频分双工FDD方式;·基于R99/R4版本,扩展到R5,R6,可在5MHz的带宽内,提供最高21Mbps的用户数据传输速率;■TD-SCDMA·时分双工TDD与FDMA/TDMA/CDMA相结合;·基于R4版本,可在的带宽内,提供最高384kbps的用户数据传输速率;第三代移动通信最大特点是移动终端智能化;从移动通信发展的历史我们可以看到,在第一、二代通信系统中,中国由于起步晚,基本没有参与,虽然中国市场巨大,但是由于专利技术的空白,发展饱受专利限制之苦,也明白了一流企业做标准,二流公司做技术,三流公司做产品的道理;中国发展移动通信事业不能永远靠国外的技术,必须要有自己的技术标准;1998年,原中国邮电部电信科学技术研究院现大唐电信科技产业集团向ITU提出了TD-SCDMA标准;在中国2G移动通信市场形成移动GSM、联通GSM、电信CDMA三分天下的格局后,考虑到移动一家独大的实际情况,工信部决定由中国移动来承担推动TD-SCDMA发展得重任,并于2009年正式向中国移动颁发了TD-SCDMA业务的经营许可;虽然三种3G移动通信系统几乎同时在中国市场开始运行,但是,得到中国政府大楼推进的TD系统大发展却不尽人意,甚至移动有被拖累而缩小了与其它两家运营商市场份额差距的感觉;根本原因有三方面的因素:一是技术因素;由于时分双工体制自身的特点,TD有四个主要缺点:⒈TD同步要求高,需要GPS同步,同步的准确程度影响整个系统是否正常工作;⒉TD码资源受限,只有16个码,远远少于业务需求所需要的码数量;⒊干扰问题上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰;⒋终端允许移动速度和小区覆盖半径等方面落后于频分双工体制;二是专利因素;TD-SCDMA原标准研究方为西门子,为了独立出WCDMA,西门子将其核心专利卖给了大唐电信;所以,TD-SCDMA的专利主要分布在诺基亚32%、爱立信23%、西门子11%手中,大唐仅占7%;三是终端因素;由于中国庞大的通信市场,该标准虽然受到各大主要电信设备制造厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以生产支持TD-SCDMA标准的电信设备,但是出于自身利益和对新游戏参与者实力的怀疑,这些厂商在实际行动上可以说非常迟缓,严重言行不一,尤其是在终端的研发和生产上表现得十分冷淡;上述三大原因导致中移动也没有全力推动的热情;LTE并不是4G第四代移动通信系统;关于什么是4G,后面将详细谈到;LTE英文全称LongTermEvolution,翻译成汉语就是长期演进,LTE是现有3G移动通信技术在4G应用前的最终版本,采用了很多原计划用于4G的技术如OFDM、MIMO等,在一定程度上可以说是4G技术在3G频段上的应用;和现有的3G及3G+技术相比,LTE除了具有技术上的优越性之外,也提供了更加接近4G的一个台阶,使得向未来4G的演进相对平滑,是现有3G技术向4G演进的必经之路,你可以称它为,但它不是4G;要说清LTE和4G的关系,必须要提到另一项着名的移动技术WiMax即全球微波互联接入WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess和另一个组织IEEE电机电子工程师学会;WiMAX也叫无线城域网或,是一项新兴的宽带无线接入技术,能提供面向互联网的高速连接,数据传输距离最远可达50km;WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点;WiMAX的技术起点较高,采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术;说了这么多,如果你还不明白,那就说说无线局域网,你家电脑上网常用的方式,总有印象了吧,无线局域网也是IEEE提出的一种技术标准,;随着技术标准的发展,WiMAX逐步实现宽带业务的移动化,而3G则实现移动业务的宽带化,两种网络的融合程度会越来越高;说到底,PC领域的WiMAX要挑战移动通信终端的3G了;本来,按照移动通信的发展,在进入3G时代以后,移动通信市场的研发机构和运营商已经由不同利益群体而形成了两大阵营:即3GPP和3GPP2,这两大阵营计划分别推出自己的4G 标准,由于WIMAX的挑战,在各自4G标准还没有形成的情况下,提出了LTE这个中间过渡阶段的技术标准,而把LTE-Advanced定为4G标准;3GPP,第三代合作伙伴计划3rdGenerationPartnershipProject是一个成立于1998年12月的标准化机构;目前其成员包括欧洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、中国的CCSA、韩国的TTA和北美的ATIS;3GPP组织的存在很大程度上是为了避开高通公司在CDMA标准方面的专利;3GPP的目标是在ITU的IMT-2000计划范围内制订和实现全球性的第三代移动电话系统规范;它致力于GSM到UMTSW-CDMA的演化,虽然GSM到W-CDMA空中接口差别很大,但是其核心网采用了GPRS的框架,因此仍然保持一定的延续性;3GPP主要是制订以GSM核心网为基础,UTRAFDD为W-CDMA技术为无线接口的第三代技术规范WCDMA;3GPP提出的演进过程是WCDMA,从HSPA演进至HSPA+,进而到FDD-LTE,最终到IMT-Advanced,或者LTE-Advanced,也就是4G;3GPP2第三代合作伙伴计划2,于1999年1月成立,由北美TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韩国的TTA四个标准化组织发起,主要是制订以ANSI-41核心网为基础,CDMA2000为无线接口的第三代技术规范;3GPP2提出的演进方案是CDMA2000沿着1xEV-、1xEV-、1xEV-DO,最终到UMB;然后,最近有很多迹象表明CDMA制式向4G的演进面临着意料外的波折;其原因,在于“CDMA之父”,该技术的主要倡导者和知识产权持有者——美国高通公司已经放弃了规划已久的CDMA网络4G升级方案UMB;其根本原因是,2007年10月,CDMA运营商VerizonWireless也是美国第二大运营商转投LTE,而随后高通宣布放弃UMB研发,直接促使3GPP2放弃向ITU-R提交IMT-Advanced解决方案,导致UMB最终出局;高通是一个传奇性的公司,在推动无线通信领域多次重大革新的同时,掌握了许多的关键技术专利,并通过向上下游厂商收取专利授权费实现了巨额利润;CDMA制式正是高通公司的产物,它占用频段资源更少,但提供更好的体验,同时可以容纳更多的用户,因此在全球受到了运营商的广泛欢迎,高峰时期全世界有上百家运营商建设了CDMA网络;无论是WCDMA还是TD-SCDMA,从其名字就可以直接看出其核心技术都包含了高通CDMA专利;但是,因为高通收取的授权费过于高昂,使许多的手机厂商和运营商不堪重负;因为授权费的存在,手机厂商提供的CDMA手机也一直远少于GSM手机;好酒也怕巷子深,在无人喝彩的“技术引领市场”和热火朝天的“产业链制胜”之间,通信运营商纷纷选择了后者;再加上因始终不肯在专利授权费用上让步,高通为自己在全球惹上了无数官司,并最终导致了其力推的4G标准UMB众叛亲离,全世界没有一家运营商将会支持这一标准;中国无线通信标准研究组CWTS于1999年6月在韩国正式签字同时加入3GPP和3GPP2,成为这两个当前主要负责第三代伙伴项目的组织伙伴;所以,3GPP随后也提出了TD-SCDMA的演进过程,从HSPA演进至HSPA+,进而到TDD-LTE,最终到IMT-Advanced;由于UMB的意外夭折,导致3GPP2阵营的运营商分裂,一部分投向了WiMAX阵营,实施从演进为的路线;另一部分则选择了支持中国的TDD-LTE演进路线;WiMAX、LTE和UMB被认为是移动通信向4G演进的主要三种技术标准;ITU对IMT-Advanced 要求的峰值速率为:1低速移动、热点覆盖场景下1Gbit/s以上;2高速移动、广域覆盖场景下100Mbit/s;目前这三种标准都未达到ITU为IMT-Advanced制订的目标,因此IEEE和3GPP等各大标准组织都在积极修订各自的标准,以符合ITU-R的建议;目前在国际市场上,主要是WIMAX和LTE-FDD的竞争;对于LTE-TDD来说,虽然表态支持者不少,但基本都是觊觎中国市场的生产商,他们支持的是提供运营商设备和终端,而国外的通信运营商还没有表示要使用LTE-TDD的;WiMAX是由IEEE提出的宽带无线接入技术,受到英特尔、思科等IT厂商的支持;由于没有原体制的束缚,最符合宽带接入市场的需求;采用WiMAX的运营商主要是固网运营商和新运营商,然而,这些运营商可以利用VoIP等技术,通过WiMAX网络为用户提供与蜂窝网络相同的移动语音服务;WiMAX跟LTE的关系更像是同母异父的两姊妹,由于面对越来越高的频宽需求,传统的交换式电信架构已经无法满足,所以无论是WiMAX或是LTE都采用IP架构,并且不约而同在下载采用OFDM技术,仅在上传采用不同的架构;从目前的态势来看,LTE已经占据了上风,但是这个结果并不是由技术的优劣决定的;两种标准采用的技术相似度很高:都使用了相同或者相近的频带宽度、编码方式,都采用了OFDMA、MIMO等技术,在未来有可能继续融合;但不管如何融合,以上的技术必将成为未来4G标准的主流技术;兼容性方面,WiMax可以完全兼容WiMax,在未来的4G中WiMax也可以完全兼容WiMax,但对传统的3G网络无法支持;目前可以开发传统手机与WiMax相结合的双模解决这个问题;LTEFDD具有良好的向下兼容性,支持WCDMA/CDMA2000的演进,因此成为广受支持的标准;相比之下,似乎LTETDD只支持TD-SCDMA演进;但是,2008年2月13日爱立信首家演示了在同一系统和终端平台上同时支持LTEFDD和TD-LTE技术;同时,沃达丰和中国移动宣布要求设备厂商同时支持LTEFDD和LTETDD方式;未来两种方式共用平台将成为业界标准;频谱效率方面,LTETDD和WiMax都采用时分双工方式,不需要成对的频率,在频率资源紧张的今天,这种方式能够灵活配置频率,使用LTEFDD系统不易使用的零散频段;这也成为LTETDD和WiMax最大的优势;从峰值速率看,LTETDD峰值速率会略低于LTEFDD;这是由于LTETDD需要在同一个载频上保持一定的上下行时隙的比例和需要预留一定的时隙资源作为上下行时隙之间的保护,所以LTETDD的峰值速率低于LTEFDD;但仍在可接受范围内;从标准成熟度看,WiMAX、LTE都已大规模商用;WiMax的优势:一、实现更远的传输距离;WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是现在的无线局域网和LTE所不能比拟的,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍,只要少数基站建设就能实现全城覆盖,这样就使得无线网络应用的范围大大扩展;二、提供优良的最后一公里网络接入服务;作为一种无线城域网技术,它可以将Wi-Fi 热点连接到互联网,也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展;三、提供多媒体通信服务;由于WiMax较之Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性,从而能够实现电信级的多媒体通信服务;WiMax的劣势:第一,从标准来讲WiMax技术是不能支持用户在移动过程中无缝切换;其速度只有50公里,而且如果高速移动,WiMAX达不到无缝切换的要求,跟LTE比,其性能相差是很远的;第二,WiMAX严格意义讲不是一个移动通信系统的标准,还是一个无线城域网的技术;第三,WiMAX要到才能成为具有无缝切换功能的移动通信系统;WiMAX阵营把解决这个问题的希望寄托于未来的16m标准上,而16m的进展情况还存在不确定因素;第四、从产业链来讲,Wimax有商用数据上网卡有商用手机HTCMax4G,并且还存在终端一致性测试的问题;所以,WiMAX的产业链还需要经过像TD-SCDMA产业链的规模试验过程;综上所述,两种标准系统性能基本相当,各有优势;在技术不分伯仲的前提下,运营商和厂商的支持力度将成为左右标准最终成败的重要力量;LTE虽然是後起之秀,但是LTE的支持清一色都是全球手机和电信的大厂大商;LTE除了实现高速、宽带以外,更重要的一个目的就是要解决3G时代标准分立以及频段使用混乱的情况,现状是GSM在全世界几乎除了日本以外,都可以使用,但3G却至少有CDMA2000与WCDMA 两个以上的系统,加上各国使用的频段不同,现在许多电信运营商经营范围横跨数个国家,当然想要可以一次解决这些问题;LTE能够向下提供3G与2G的服务,所以必然成为全球运营商的首要选择;LTE阵营拥有的“蜂窝遗产”是保证3GPP“底气十足”的关键所在,运营商早期部署LTE时,这份遗产将保证它们可以选择点状的方式进行网络铺设,届时支持2G/3G/LTE的多模终端可以在热点区域选择LTE进行通信,若使用语音通话,用户可以切换回传统无线网络以确保通话品质;从这点来看,LTE技术将是中期和长期的赢家;运营商阵营的统计和分析:1全部WCDMA和TD-SCDMA运营商和大部分CDMA2000运营商都选择了LTE作为未来的网络演进方向,似乎LTE已经成为未来4G技术的默认标准;2传统的CDMA2000运营商调转方向,除了美国SprintNextel和Clearwire采用WiMax标准作为下一代网络的演进方向,世界上其他主要的CDMA运营商都准备部署LTE;如:美国VerizonWireless、日本KDDI、韩国SK电讯和韩国电信KTF、加拿大Bell和Telus;3固网运营商和新兴运营商对WiMax更感兴趣如英国电信,传统移动运营商则更支持LTE 的演进方向;4沃达丰和AT&T在采用LTE部署下一代网络的同时,也采用了WiMax作为补充,这主要因为LTE商用至少要到2010年,而WiMax正好可以弥补HSPA的速率不足问题;综上所述,运营商对未来4G的标准影响可能是决定性的;从目前看,主流运营商几乎一致支持LTE标准;另外2008年2月中国移动、沃达丰和Verizon宣布联合开展LTETDD测试,此举避免了LTETDD被边缘化的问题,为未来LTEFDD和LTETDD共同发展创造了条件;生产厂商阵营的统计和分析:1LTEFDD几乎所有主要的通信厂商均支持,反映出LTEFDD的强大根基;2LTETDD方面,除了中国本土厂商大力支持外,爱立信、诺基亚西门子、阿尔卡特朗讯等国外厂商也表示支持LTETDD和LTEFDD的同步发展;在2008年2月份巴塞罗那的全球电信展中,世界最大的移动设备供应商——爱立信首家演示了在同一基站上支持LTEFDD和LTETDD 模式工作;爱立信也认为,未来4G终端也将同时支持两种工作模式;有理由相信会有更多厂商会参与到LTETDD的设备开发上来;3WiMax主要由英特尔、思科等IT公司支持,同时阿尔卡特朗讯和摩托罗拉也表示支持,并且投入资金进行开发;然而爱立信和北电网络均表示放弃或者缩减WiMAX的投资,专注发展LTE;4G技术标准的演进关系到每个厂商的切身利益,而4G标准化过程中也必将不断产生对抗与融合;目前LTEFDD最受厂商支持,而LTETDD在中国移动和沃达丰的倡导下,必将与LTEFDD 融合发展;IT巨头英特尔、思科等公司希望在未来的宽带接入市场上继续自己IT业的辉煌;回到国内,再来分析三大通信运营商的竞争和抉择;因为中国政府的坚决支持,中移动采用LTE-TDD已经盖棺定论;中国4G时代是否上LTEFDD 一直有争议,主要是涉及专利费和网络信息安全;但这些理由是战不住脚的,以专利而言,在LTE-TDD的所有专利中,中国占比也只在大约15%左右;中国电信和中国联通虽然也获得了TD-LTE的牌照,但基于两家以前一再表态只想要一张FDDLTE牌照,不想要TD-LTE牌照的事实,恐怕两家不会大规模投入TD-LTE的建设;基于以下三个方面的因素,是可以理解的:一、LTE-FDD对WCDMA/CDMA2000的向下兼容性更好;二、同时接受TD-LTE牌照的话,即便不想大做TD-LTE,也是需要花一些时间和金钱建设一些TD-LTE网络,但这些TD-LTE网络显然对中国联通和中国电信来说作用实在不大,中国电信和中国联通显然不想用这些时间和金钱来强化对手;三、中国电信和中国加入LTE-TDD阵营,必然会壮大LTE-TDD的终端市场,这同样是出钱出力弥补了对手的关键短板;对此,工信部表示,TD-LTE和LTEFDD都是新一代移动通信的国际标准,TD-LTE和LTEFDD 相互融合并共同发展已成为未来全球移动通信产业的趋势,目前全球已有10个TD-LTE和LTEFDD的商用双模网络;我国已规划了TDD和FDD制式的无线电频率,为充分利用频率资源,方便用户在国内国外都能很好使用移动通信业务,我国需统筹发展TD-LTE和LTEFDD;很显然,工信部最终要给中国联通和中国电信发LTEFDD牌照,而一旦发了LTEFDD牌照,那三家运营商将重新回到一个起跑线,中国移动提前抢跑的局面也将结束,但何时发LTEFDD 牌照,现在都还说不清楚;所以,作为一个妥协方案,FDD-TDD混合组网开始被提出和实验;前面提到,TD-LTE的技术特点就是在同一个载频上划分一定的上下行时隙的比例,这个技术的优点是可以通过调整上下行时隙的比例来提高频谱利用效率,TD的时分模式同样产生了两个明显缺点,功率下降导致小区覆盖半径减小,终端允许移动速度限制导致峰值速率降低;在2G3G时代,由于网络的主要业务仍然是语音业务,FD的频点上下行对称明显更适合语音业务的对称性,TD-LTE的优势不明显;到了LTE时代,信息业务将成为网络业务的主流,而信息业务的特点是下行业务量占主要流量,尤其是在人口密集的城区和热点区域;在城区,用户数量大而移动速度不高,而且主要使用数据业务,使用TD-LTE组网,增加基站数量既解决了覆盖问题同时又满足了接入终端数量,通过增加下行时隙的比例来满足数据业务而提高了频谱利用效率,TD-LTE优势凸显;在农村地区,则采用FD-LTE组网,既可以增加覆盖范围又可以解决在交通工具上终端高速移动中的速率问题;混合组网在技术上的优势是明显的,但它的成功与否更取决于该方案的成本控制;4G时代的发展变数;无论采用那种标准,4G时代的核心竞争力都在频谱资源,从我国目前的频率划分情况来看,600/700M是可以用于4G的黄金频段;如果采用这个频段,即使和移动使用1900M的F段相比,理论成本是后者的六、七分之一,这样的成本优势形成的竞争力是绝对的;但是,这段频率目前掌握在广电手里;美国已实现了700M的清退,中国的情况更复杂,但只要用市场的手段来平衡各方利益关系,前景仍然是可以预期的;。
现代教育技术的发展历史
随着科技的不断进步和发展,现代教育技术也得到了很大的发展。
下面将为您介绍现代教育技术发展的历史:
一、20世纪初至50年代
1.投影机:电影机和幻灯机的出现,大大地改变了教学的形式,学生可以通过投影来进行视觉学习。
2.录音机:录音机的发明让学生可以回放老师的教学内容,对理解有所帮助。
3.电视机:电视机可以把遥远的地方带到教室中。
教师可以通过这种方式向学生展示遥远地方的文化和知识。
二、60年代至80年代
1.计算机:计算机的普及和应用变革了教学方式,学生可以通过计算机进行自主学习。
2.多媒体教室:多媒体教室在20世纪80年代开始流行,为学生提供了更好的学习环境。
3.激光光盘:激光光盘技术的推广,为教育教学带来了极大的便利。
三、90年代至今
1.互联网:互联网的发展,让信息在全球范围内实现了快速、便捷的传递与交流,学生可以通过互联网进行学习和交流。
2.移动终端:移动终端的普及,让学生不再受制于时间和空间,可以随时随地进行学习。
3.人工智能:人工智能技术的发展,可以帮助学生更好地理解知识点,提高学习效率。
总之,现代教育技术的发展带来了巨大的变革,极大地促进了教育教学的发展,为学生提供了更多的学习途径和方法,也极大地促进了学生的创新能力和自主学习能力的培养。
手机发展1.手机的概念移动电话,通常称为手机,旧称手提电话、手提、大哥大,是便携的、可以在较大范围内移动的电话终端。
目前在全球范围内使用最广的手机是GSM手机和CDMA手机。
在中国大陆及台湾以GSM最为普遍,CDMA和小灵通(PHS)手机也很流行,这些都是所谓的第二代手机(2G),它们都是数字制式的,除了可以进行语音通信以外,还可以收发短信(短消息、SMS)、MMS(彩信、多媒体短信)、无线应用协议(WAP)等。
手机外观上一般都应该包括至少一个液晶显示屏和一套按键(部分采用用触摸屏的手机减少了按键)。
部分手机除了典型的电话功能外,还包含了PDA、游戏机、MP3、照相、录音、摄像、GPS等更多的功能,有向带有手机功能的PDA发展的趋势。
2.手机的由来1973年4月的一天,一名男子站在纽约街头,掏出一个约有两块砖头大的无线电话,并打了一通,引得过路人纷纷驻足侧目。
这个人就是手机的发明者马丁•库帕。
当时,库帕是美国著名的摩托罗拉公司的工程技术人员。
这世界上第一通移动电话是打给他在贝尔实验室工作的一位对手,对方当时也在研制移动电话,但尚未成功。
库帕后来回忆道:“我打电话给他说:‘乔,我现在正在用一部便携式蜂窝电话跟你通话。
’我听到听筒那头的‘咬牙切齿’——虽然他已经保持了相当的礼貌。
”到今年4月,手机已经诞生整整30周年了。
这个当年科技人员之间的竞争产物现在已经遍地开花,给我们的现代生活带来了极大的便利。
3.手机时代划分图1当年库帕使用的手机—摩托罗拉32001)1G第一代手机(1G)是指模拟的移动电话,也就是在20世纪八九十年代香港美国等影视作品中出现的大哥大。
最先研制出大哥大的是美国摩托罗拉公司的Cooper博士。
由于当时的电池容量限制和模拟调制技术需要硕大的天线和集成电路的发展状况等等制约,这种手机外表四四方方,只能成为可移动算不上便携。
很多人称呼这种手机为“砖头”或是黑金刚等。
这种手机有多种制式,如NMT,AMPS,TACS,但是基本上使用频分复用方式只能进行语音通信,收讯效果不稳定,且保密性不足,无线带宽利用不充分。
移动通信技术发展综述摘要:移动通信技术经过近百年的发展,已经逐渐成熟。
本文将对移动通信技术的发展历史进行简单的介绍,并对第三代移动通信商用化进程进行一下讨论。
一、移动通信技术发展简介蜂窝前:–1921年,底特律警察局开始试验使用“移动”无线通信。
单工,用于通知。
–30年代,警察局用的双向系统开通,40年代,以行业应用为主的双向系统在各个行业兴起。
但是没有同固定电话网互联。
双工,用于专业网–40年代末,AT&T开始真正的商用公用移动通信系统。
公众系统60年代中期到70年代中期,美国推出改进的移动电话系统(IMTS), 使用450 MHz,大区制,中小容量,实现了自动选频并能够自动接续到公用电话网。
比较成熟的公众系统.蜂窝后(小区制):70年代末80年代初有商用系统,在20年内经历了两代目前正在向第三代系统迅速演进。
第一代蜂窝移动通信系统–模拟蜂窝移动通信系统(语音)–典型系统:TACS、AMPS第二代蜂窝移动通信系统(语音和数据)–数字蜂窝移动通信系统–典型系统:GSM、IS-95 CDMA第三代蜂窝移动通信系统(3G,多媒体)–正在发展的蜂窝移动通信系统–典型系统:WCDMA、CDMA-2000、UWC136第一代蜂窝移动通信系统特点:–模拟移动通信系统(语音信号是模拟信号)–采用小区制、蜂窝组网–多址接入技术:频分多址(FDMA)发展简况:–美国AMPS(Advanced Mobile Phone System),第一个蜂窝系统,1983年投入商用。
–英国TACS(Total Access Communication System),1985年投入商业。
我国采用这种制式。
–北欧NMT(Nordi Mobile Telephone),丹麦、芬兰、挪威瑞典使用,1981年投入使用,是世界上第一个具有漫游功能的蜂窝电话。
–日本HCMTS(High Capacity Telephone System),1980年开通。
移动终端人机交互技术发展趋势摘 要:㊀随着移动信息时代的到来,移动终端正从一个仅具备特定功能的终端工具升级为一个综合信息处理平台,这为移动终端提供了更加宽广的发展空间㊂移动终端的人机交互方式也从单一的字符命令形式到图形用户界面,再到智能化人机交互,历经了从人适应计算机到计算机不断适应人的发展过程㊂而在人工智能㊁大数据㊁云计算㊁VR/AR等新一代信息技术群的集中推动下,自然交互㊁移动增强现实㊁多模态融合㊁情感计算的研究与发展,必将使得移动终端的人机交互逐步走向更人性化㊁更智能化㊁更容易被用户接受的自然体验层面㊂关键词:㊀移动终端㊀自然人机交互㊀智能化一 移动革命时代与移动终端对于计算和互联网来说,今天已经是一个移动的世界㊂在Networked:TheNewSocialOperatingSystem一书中,李㊃雷恩尼(LeeRainie)和巴瑞㊃威曼(BarryWellman)将移动革命(mobilerevolution)与互联网革命(internetrevolution)㊁社会网络革命(socialnetworkrevolution)并列为新时期影响人类社会的三大革命,其中的移动革命指移动终端与无线网络的发展给人们的社会生活带来的巨大变化㊂移动终端,是指能提供数字化信息服务或者通过网络进行数据信息交互的消费类电子产品,是可以在移动中使用的计算机设备,包括智能手机㊁笔记本㊁平板电脑以及其他智能终端设备等㊂在4G和即将开启的5G时代,移动通信正朝着越来越宽带化的方向发展,而随着集成电路技术的飞速发展,现今的移动终端设备大多拥有了强大的计算能力,从原来的移动网络末梢迅速转变为互联网业务的关键入口,成为移动互联网时代主要的创新平台㊂在移动终端设备中,智能手机具有独立的操作系统和内存空间,除了具备基本的通话功能,还可以由用户自行安装各类型软件,如阅读㊁游戏㊁地图导航㊁购物等第三方服务商提供的程序,并通过移动通信网络接入互联网㊂另外,智能手机日益大屏化,为用户提供了足够的屏幕尺寸,为软件运行和内容服务提供了支持,手机上的应用,如新闻㊁交通㊁天气㊁商品购物㊁视听娱乐㊁支付等成为用户日常 必需品 ㊂有关统计数据显示,睡觉前每三个人中就会有两个将智能手机放在床头柜上,手机也是他们睁开眼之后查看的第一件物品,可见人们对智能手机的强烈依赖,智能手机成为人们对自身的一种新的扩展与延伸,移动终端应用俨然成为一种 贴身科技 ①,①S C 莫蒂:‘触动心灵:移动产品成功法则“,袁中菊译,电子工业出版社,2018㊂我们的生活正在被 移动化 ㊂中国互联网络信息中心第41次‘中国互联网络发展状况统计报告“①表明,2017年我国手机网民规模高达7 53亿,使用手机上网的人群占比已提升至97 5%;手机不断挤占其他个人上网设备的使用,以手机为中心的智能设备,成为 万物互联 的基础㊂移动互联网服务场景在不断丰富㊁移动终端规模在加速增长㊁移动数据量也正在持续扩大,以手机为首的移动终端超越PC成为第一屏幕,移动终端的人机交互技术也进入快速发展阶段㊂二 人机交互技术发展人机交互(Human⁃ComputerInteraction,HCI)②是一门综合学科,主要是研究人与计算机之间的信息交换,研究人类与计算机进行交互的技术㊂它与认知心理学㊁人机工程学㊁多媒体技术㊁虚拟现实技术等密切相关,涉及计算机科学㊁行为科学㊁工业设计和媒体研究等诸多学科㊂人机交互的研究内容十分广泛,涵盖建模㊁设计㊁评估等理论和方法㊂在人机交互方式上,研究人的视觉㊁听觉㊁触觉和力觉等多通道信息的融合,研究人机交互界面的表示模型与设计方法,旨在设计开发出友好的人机界面,使人机交互和人人交互一样自然与方便㊂人机交互技术作为计算机系统的一个重要组成部分,随着计算机的发展而发展,历经了从人适应计算机到计算机不断适应人的发展过程㊂此外,在当今PC互联网日趋饱和,移动互联网井喷式发展,移动终端已然成为第一屏幕的场景之下,面向移动应用的人机界面成为人机交互技术研究的一个重要内容㊂移动界面的设计方法㊁移动界面可用性与评估原则㊁移动界面导航技术以及移动界面的实现技术与开发工具,都是当前人机交互技术研究的热点之一㊂①②第41次‘中国互联网络发展状况统计报告“,中国互联网络信息中心,http://cnnic cn/gywm/xwzx/rdxw/201801/t20180131_70188 htm㊂孟祥旭等:‘人机交互基础教程“,清华大学出版社,2016㊂三 移动终端人机界面人机界面是人与机器㊁环境之间沟通交流的媒介,界面设计是人机交互的重要设计对象㊂良好的界面设计便于用户操作和使用产品,从而提高用户使用产品的交互体验满意度㊂移动终端的人机界面设计遵循人机交互设计的基本规律,但由于其便携性㊁环境多变性㊁计算能力有限性以及网络带宽的限制等,又具有自己的特点㊂下面以手机界面的演化过程为例,分析移动终端人机交互的发展历程与发展趋势㊂1 字符形式的手机界面摩托罗拉是最早研发出手机的公司,也是最早进入中国市场的手机品牌㊂1993年摩托罗拉在中国市场推出了第一部 大哥大 Motorola3200㊂当时,手机作为新生事物,技术研发还未成熟,受限于当时的技术水平,人们想要的只是一部能打电话的手机 有接收信号的天线㊁听筒㊁话筒㊁物理键盘以及单行显示的屏幕,能够实现通话和发短信功能㊂人机交互主要采用字符形式,虽具有占用资源相对较低㊁准确㊁高效的特点,但操作很不方便㊂由于市场上手机供小于需的关系,也使得手机成为稀缺的资源,人对手机的通信功能需要远远大于其他需求,因而对手机的大小㊁重量㊁美观㊁交互㊁体验等没有进一步的要求,手机生产厂商更多的是将目光放在相关功能和技术研发上,造成手机外观设计不美观,在交互上不流畅,仅能实现基本的人机交互行为,用户操作体验较差㊂2 图形用户界面的手机界面随着通信技术的发展,第二代移动通信技术实现了由模拟向数字化的转换,依托于第二代移动通信技术的2G手机的硬件新增了很多功能,屏幕尺寸增大,分辨率提高,手机功能的改进㊁性能的提高,也让手机的操作变得复杂,手机界面随之复杂起来,此时,图形界面相比字符界面更利于用户的操作和理解,成为手机界面的主流㊂这一阶段的手机界面更注重外形美观,人机交互上主要关注的是如何提供操作界面让用户能使用手机各项功能,此阶段的用户界面以满足功能实现为主要目的,按照手机的物理逻辑来组织界面,是一种功能型用户界面,用户在交互过程中更多的是适应手机,而用户体验未真正受到关注㊂随着通信技术的突破,2008年3G网络正式开通,智能手机也得到进一步的发展,为适应3G网络而推出的3G手机将无线通信与互联网等多媒体通信结合㊂与2G相比,3G手机能高效地处理音乐㊁图像㊁视频流等多媒体形式,在手机上即可实现网页浏览㊁电话会议及网上购物等㊂3G手机界面随着功能的演进也发生了变化,为了增大屏幕的可适性,传统的物理数字键盘消失,取而代之的是触屏界面,通过手指或笔与屏幕的直接触控输入指令和信息,新的触屏交互方式极大地方便了用户快速地进行人机交互,一种新的人机交互方式就此产生㊂随着智能手机的发展和普及,人们对手机界面的需求不再局限于对界面美学形式的创新,以及覆盖所有功能节点的功能型用户界面,人机交互设计也从以物为设计对象,转变为研究用户行为逻辑㊁强调用户体验,构建行为型用户界面㊂2007年苹果手机iPhone的问世就是一个跨时代的革命性产品㊂iPhone简洁明了的外观形式,视觉上完美又和谐,充分符合了当时人们对手机的审美标准㊂4英寸可多点触控的屏幕,分辨率可达640ˑ960px,宽大的屏幕不仅方便用户进行操作,也利于用户上网冲浪和看视频等㊂图标设计上,采用了拟物化的设计风格,方便人们对图标的理解,在交互方式上也进行了创新,采用手势进行人机交互,画面与画面间的过渡采用动画进行转场,视觉感受流畅自然㊂此外,iPhone手机还加入了重力感应,使得界面不管是横还是竖都能够完美地适配自适应,操作起来也显得更加人性化,关注用户体验成为主要的手机界面设计理念,自此,以用户为中心的人机交互设计成为主流㊂3 多通道手机界面多通道交互(Multi⁃ModalInteraction)是一种使用多种通道与计算机通信的人机交互方式,一般涵盖用户表达㊁执行动作或感知信息的各种感觉通道和动作通道,用户以并行的㊁非精准的方式与计算机进行交互,可使人们从传统的非自然的交互方式中解脱出来,进入自然和谐的人机交互时期㊂由于手机具备随身携带的特点,人们更迫切地需要通过多个交互渠道,如视觉㊁听觉㊁触觉等改善人机信息沟通的方式,进一步提高使用手机的流畅度㊂目前运用在手机上较为成熟的功能主要有:手势交互㊁语音交互和表情交互等㊂手势交互主要指通过人的手势来进行交互㊂手势一般包括人体各部位的运动,但通常指脸部和手的运动㊂通过手指直接在屏幕上点摁来设置手机主屏壁纸;抑或在手机屏幕上通过滑动来解锁手机等㊂手势所含的信息量非常丰富,运用手势能进行很多高效的交互,因为它不仅能够实现快速的通信,而且也能够迅速地传输大量的信息,目前手势交互广泛地运用在手机的人机交互上㊂语音交互技术是在用户语音输入后,手机对语音信息加以识别,获取语义以达到人机交互沟通的一个重要方法㊂如iPhone手机的Siri,只要按home键两秒就可以和手机进行语音交流,手机可直接按用户要求进行操作,代替了过去必须通过手指与屏幕的接触来进行沟通的方式,提升了人机交互的流畅度㊂表情交互技术是通过识别人的面部表情进行交互的方式㊂如手机支付宝应用可通过对面部表情的识别进行付款,iPhoneX使用3D面部识别(FaceID)传感器解锁手机㊂多通道交互技术成为近年来迅速发展的一种人机交互技术,目前,多通道用户界面综合采用语音㊁手势㊁视线等多个交互通道,便于用户以自然㊁并行㊁协作的方式进行人机对话,但目前各个通道的信息识别和处理大多还是分离的,只有通过将多个通道的㊁精确的和非精确的输入进行有效整合,获取用户的真实意图,以此提高人机交互的自然性,人机交互界面才能真正实现智能化㊂四 移动终端人机交互发展趋势1 自然人机交互自然人机交互,是指在人与计算机交互时,用户仅使用已有的认知习惯及熟悉的行为方式与计算机进行交互,是以一种非精确的自然行为与计算机进行交互的过程㊂比尔㊃盖茨于2008年提出了 自然用户界面 (NaturalUserInterface,NUI)的概念㊂现今移动终端的人机界面主要采用图形用户界面(GUI),这种用户界面使用键盘或鼠标输入用户指令,用户需要先学习软件开发者已设置好的操作方法,在操作过程中依照预设的操作流程完成交互过程,这对于用户来说,具有一定的学习成本,是一种非自然的人机交互㊂而NUI则允许人们使用最自然的交流方式,如通过自然语言㊁手势动作,视线等与机器互动,传统的键盘与鼠标输入将被更为自然的触摸式㊁视觉型以及语音控制界面所代替,人机交互呈现出更加自由的互动模式㊂移动终端因其便携性及移动性,使得用户可以用最简单方便的交互手段去操作,如用手去触摸,用视觉㊁听觉等多种感官进行交互和反馈,以此改进用户体验㊂移动终端的自然交互也成为一个必然的发展方向㊂自然人机交互的目标是摆脱鼠标和键盘的束缚,允许用户综合运用自身的各种感官和已有的生活经验进行操作,最大程度地降低用户的学习成本和负担㊂一方面要求系统能提供可支持语言㊁手势㊁动作㊁表情等多种感觉通道的输入方式,输出上能支持听觉㊁视觉㊁触觉甚至嗅觉等多感官界面表现方式㊂另一方面也要求计算机不再只是一个接收指令㊁执行指令的 笨 系统,而是一个具备学习能力和认知能力甚至是有情感的智能机器人㊂就未来发展趋势而言,自然交互界面将朝着多感官㊁多通道㊁多维度㊁智能化的交互模式方向发展㊂目前,最常见的自然交互技术包括多点触控技术㊁手势识别技术㊁表情识别技术㊁语音交互技术及眼动跟踪技术等㊂随着自然交互技术的进步,自然用户界面已逐步形成㊂然而,自然用户界面在使用的过程中也存在一些可用性问题㊂一是使用场景有限㊂当处在需要精确输入的场景时,自然交互存在明显的不足㊂二是缺乏功能可见性㊂由于操作的非精确性,细节把握能力差,手势交互时,用户往往只能记住几种较常用的手势交互动作;当交互动作层次较深时,用户则不易掌握㊂三是认知的差异性㊂在不同文化背景下往往会因手势所隐喻的交互内容不同而造成认知的偏差㊂这些可用性问题反过来会增加用户的学习成本,使自然交互变得 不自然 ㊂由此可见,自然交互技术应用于计算机与人的交互过程中,也未必是最自然的交互方式㊂从另一层含义上讲,自然交互必须注重用户体验,以用户为中心,综合研究用户心理㊁用户习惯㊁用户类型及使用场景等,设计出用户体验最佳的交互方式,使用户通过其习惯的方式最自然地与计算机交互,真正做到 隐形 的用户界面㊂最好的交互是自然的,最好的界面是没有界面㊂①一个理想的自然人机交互应当能让用户的注意力完全集中在所要进行的操作上而忘记人机界面本身的存在,自然的人机交互将从有形的界面向无形的界面发展㊂移动终端的人机交互必将逐步走向更人性化㊁更智能化㊁更容易被用户接受的自然体验层面㊂2 移动增强现实技术在虚拟现实(VirtualReality,VR)的基础上发展起来的增强现实(AugmentedReality,AR)是近年来为用户所认可的高新技术㊂②与虚拟现实不同,增强现实更强调 虚实结合 ,它将现实世界的真实环境和计算机生成的虚拟环境实时地融合在一起,从而给用户在听觉㊁视觉㊁触觉等方面带来相对逼真的综合感受,实现人与环境的自然交融㊂随着移动终端设备的飞速发展,以高性能的智能手机㊁穿戴式设备(智能眼镜等)等为代表的产品为增强现实在移动端的现实应用提供了载体㊂如可将AR系统整合到一部手机上,摄像头负责采集图像,处理单元对其进行分析和重构,实现坐标系的对齐并进行虚拟场景的融合计算,处理后的图像就会显示在手机屏幕上,从而达到增强现实的效果㊂相对于依赖笨重头盔的VR,AR更加便捷灵活,可与智能手机完美融合,更适合目前智能手机的形态㊂用户不需要单独购买AR设①②GoldenKrishna:‘无界面交互:潜移默化的UX设计方略“,杨名译,人民邮电出版社,2017㊂王剑:‘增强现实眼控交互技术的研究及应用“,西北工业大学硕士学位论文,2015㊂备,仅通过智能手机就能获得AR所带来的优质体验㊂苹果公司于2009年9月首次在iOS版本中实现对增强现实技术的支持㊂随后,高通等芯片厂商也加大了对移动增强现实技术的硬件支持㊂在WWDC2017大会上,苹果宣布在iOS11中配备了全新的增强现实组件ARKit,目前通过iPhone的AR功能仅用单个摄像头就可以测量距离,而且数据相当精确㊂谷歌的ProjectTango也是一个针对智能手机的增强现实项目㊂通过手机摄像头㊁传感器和芯片,能实时对用户周围的环境进行3D建模,通过手机屏幕,将虚拟物品呈现在真实环境中㊂华硕智能手机ZenFoneAR就搭载了对Tango进行了技术优化的高通骁龙821移动平台,拥有专门为增强现实而设计的三重镜头系统,包含了能够追踪用户动态的追踪镜头㊁测量自身周围环境的深度感应镜头,再加上捕捉现实环境的2300万像素主摄像头,能够精准地记录㊁绘制三维空间信息,让虚拟和现实完美结合㊂AR向用户提供了全新的交互方式,实现更有沉浸感的交互体验㊂集成AR功能也将会促进手机硬件的进一步发展,如IMU惯性测量单元等传感器将成为标配,双摄像头的作用不只有虚化,还能进行环境识别和深度感知㊂AR手机并不需要在硬件设计上有太大的改变,却能实现更好玩的AR体验㊂面向增强现实的人机交互具有虚实叠加性㊁三维性㊁交互实时性的特点,面向AR的人机交互方式也成为一个研究热点㊂AR/VR交互方式包括动作捕捉㊁触觉反馈㊁眼球追踪㊁肌电模拟等,其中将眼控交互技术的研究引入增强现实,用户只通过眼睛和界面产生交互,利用图像处理技术,使用能跟踪拍摄人眼睛的摄像机,通过摄入红外线光源,拍摄人的眼角膜和晶状体表面产生的普金野象变化,从而记录人在处理视觉信息时的眼动轨迹㊂①计算机通过眼动记录准确理解用户的真实意图,用户通过视线操作,来替代鼠标和键盘的输入,这种交互方式也尤其适合移动终端AR的人机交互,达到了增强①王剑:‘增强现实眼控交互技术的研究及应用“,西北工业大学硕士学位论文,2015㊂现实的最高境界,即 所见即所想,所想即所能 ㊂3 移动人工智能与多模态交互在大数据㊁移动互联网㊁云计算等新一代信息技术群的推动下,人工智能迎来了第三次发展浪潮,呈现出深度学习㊁跨界融合㊁人机协同㊁群智开放㊁自主操控等新特征,这将深刻改变人类的社会生活㊁改变世界㊂未来5 10年,人工智能可能会像水和电一样成为我们生活的必需品㊂①在 万物互联 和人工智能快速发展的当今,人工智能和移动终端的结合,使得移动终端成为重要的创新平台,将为我们带来更加便捷和智能化的移动生活服务㊂人机交互界面的智能化,需要将多种感官信息进行融合,即多模态融合㊂如看到某张图片生成文字或看到文字生成图片和视频,智能体需完成在视觉和语义之间的模态转换,可见多模态人机交互实际上是人与人之间自然交互的模拟,它将人与人之间的交互方式移植到人与计算机的交互中,旨在促进自然便捷的人机交互,减少人机隔阂,营造和谐的人机环境㊂多模态用户界面是采用视线追踪㊁语音识别㊁手势输入等新技术,用户运用多个感觉通道以自然㊁并行和协作的方式进行人机交互的界面㊂系统通过融合多通道精确和非精确信息,快速捕捉用户的意图,这依赖于 多模态深度学习 技术,让智能体本身能够理解多模态信号,从算法本身就需要容纳听觉㊁视觉㊁传感信号进行统一思考,让机器进行多模态协同学习,真正地 聪明 起来㊂如阿里巴巴语音团队提出的多模态智能语音交互技术的解决方案中,通过唇读识别机器视角内人的嘴部动作以识别说话人,并判断说话人与机器的距离以及确定拾音角度,将计算机视觉技术融合到语音识别技术中,解决了嘈杂环境下的远讲降噪问题㊂目前人工智能在感知层有较大的突破,比较成熟的技术是对话式人工智能,人可以运用自然语言控制软件的运行,人和计算机能够直接对话,这是现阶段最现实的一种人工智能应用,包括苹果Siri㊁微软①刘庆峰:‘人工智能+未来已来“,http://www sohu com/a/119880765_481646㊂Cortana㊁谷歌GoogleAssistant㊁亚马逊Alexa㊁三星Bixby等在内的多款智能语音助手都在探索这种对话式的人工智能应用㊂智能语音交互作为人工智能发展的核心方向之一,在 万物互联 时代,极有可能成为下一代核心交互模式㊂基于人工智能技术的移动终端,如未来的智慧手机在某种意义上也是一个机器人,具有视觉㊁听觉㊁嗅觉㊁味觉等各种传感器,手机上的移动应用除了拥有感知智能外,还可以通过网络连接云端大脑,拥有认知智能㊂目前有很多利用人工智能技术的移动应用,如语音助手㊁人脸支付㊁名片识别㊁实时翻译等㊂①然而,人工智能在移动终端的应用仍存在计算能力不足的问题㊂人工智能的算法实现需要系统具有较强的计算能力,造成芯片成本过高㊁体积和重量较大,目前仅依靠移动端来实现人工智能应用有较大的难度,这使得人工智能在移动终端的表现力大大降低㊂当前大部分移动人工智能的解决方案是依靠云计算来实现的,但是在需要高度实时响应的应用场景中,移动终端的计算却必不可少,除此之外,安全性㊁隐私性也都是需要利用终端计算的优势,随着移动端AI芯片升级和算法的优化,人工智能有待将一部分计算处理功能从云端迁移到移动终端,这也是未来移动人工智能的一大趋势㊂4 情感计算被赋予了多种智能的计算机,目前仍然无法理解和适应人的情绪或心境,缺乏人类情绪识别功能,也无法表达情感㊂很难指望计算机拥有类似人一样的智慧,也很难期望人机交互能够真正和谐与自然㊂1997年MIT媒体实验室Picard教授提出了情感计算的概念,她指出, 情感计算是与情感相关,来源于情感或能够对情感施加影响的计算㊂情感计算包括情感识别㊁情感表示㊁情感建模㊁情感交互等四个方面 ㊂②情感计算就是要赋予计算机类似于人的观察㊁理解和生成各种情感的能力,最终①②刘升平:‘移动端人工智能最看好会话交互应用“,http://geek csdn net/news/detail/99497㊂RosalindW Picard,AffectiveComputing,Cambridge:TheMITPress,1997.使人机交互与人人交互一样自然㊂情感计算是一个高度综合化的研究领域㊂通过计算科学与心理科学㊁认知科学的结合,将情感计算用于人机交互过程,通过研究人与人交互和人与计算机交互时的情绪特点,设计出具有情感反馈的人机交互环境,使得人机交互不仅具有高的感知和认知智力,同时具备高的情绪智力,让计算机也具有高情商,从而有效地解决人机交互中的情境感知㊁情绪理解与情感表达问题,并做出合乎情理的应对㊂当前,情感计算仍处于起步阶段,研究热点及成果大多体现在情感识别层面㊂众所周知,人类的情感非常复杂㊂情感信息还受到环境㊁生理㊁心理㊁文化背景㊁语境㊁语义等因素的影响㊂情感特征的准确提取是情感识别中的难点之一㊂人类在面对面交流时,情感性的信息往往是从语音语调㊁面部表情㊁肢体动作等维度表达出来的,在人机交互过程中,情感特征识别也需要从多个维度来计算,如通过文本情感分析㊁面部表情识别㊁语音情感识别㊁姿态识别,甚至通过生理模式识别,如皮肤电反应㊁呼吸㊁心率㊁体温㊁脑电波等多模态的角度进行情感信息融合,结合当时所处情境的上下文信息,准确地识别并理解人的情感㊂基于情感计算的人机交互如图1所示㊂图1 基于情感计算的人机交互示意。
移动通信发展历史及趋势移动通信发展历史及趋势1.介绍移动通信是指通过无线通信技术实现移动终端之间的信息传输和通信的技术领域。
自20世纪80年代开始,移动通信技术经历了多次革命性的变革,从1G到5G,不断提供更高的传输速率、更低的延迟和更多的连接数。
本文将详细介绍移动通信的发展历史以及未来的趋势。
2.1G时代1G时代是移动通信的起步阶段,主要采用模拟信号传输技术。
第一个商用1G网络在20世纪80年代初问世,由于技术限制,通信质量较差并且容量有限。
3.2G时代2G时代采用数字信号传输技术,首次引入了数字移动通信标准,如GSM(全球系统移动通信)和CDMA(码分多址)。
2G时代的突破在于提供更好的音质,更大的容量和更智能的方式功能。
4.3G时代3G时代是移动通信的重要里程碑,它引入了高速数据传输和互联网接入能力。
3G技术的使用推动了方式的多媒体功能和移动互联网应用的发展。
5.4G时代4G时代是真正的移动宽带时代,它提供了更强大的网络性能,支持更高速率的数据传输、更低的延迟和更稳定的连接。
4G技术使得高清视频流畅播放、在线游戏无卡顿成为可能。
6.5G时代5G时代是当前移动通信的最新阶段,它将带来更大的传输速率、更低的延迟和更稳定的连接。
5G技术将推动物联网、等新兴技术的发展,为智能城市、智能交通等领域提供更强大的支持。
7.移动通信的未来趋势移动通信的未来将继续朝着更快的速率、更低的延迟和更多的连接数发展。
除了5G技术的推广,还有一些新的技术和概念也将影响移动通信的未来,如边缘计算、大数据等。
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法律名词及注释:1.1G:第一代移动通信技术,采用模拟信号传输技术。
2.2G:第二代移动通信技术,采用数字信号传输技术,并引入了GSM和CDMA技术。
3.3G:第三代移动通信技术,支持高速数据传输和移动互联网接入。
4.4G:第四代移动通信技术,提供真正的移动宽带连接,支持高清视频和在线游戏。
调研报告移动终端发展趋势引言:正如中国移动董事长王建宙所说;“手机已经成为信息的瑞士军刀,变成一个无所不能的信息设备,直接取代和融合传统很多的运用设备和装备,同时给人们的生活带来巨大变革,带来生活方式的改变。
”因此,手机终端成为移动互联网三大DNA之一。
而手机操作系统更是移动互联网发展的关键枢纽。
本文将分别介绍PC操作系统和移动终端操作系统的发展历程进行了回顾和对比、终端市场发展趋势、终端各部分发展趋势、PC客户端发展趋势和移动终端发展趋势。
最后,将说明3G会随着智能终端发展而发展。
一、发展历程回顾和对比(中国通信网)1.PC操作系统历史在对3G移动终端的发展趋势进行分析之前,我们先回顾一下PC的发展历史,同样作为用户终端,二者的发展历程有相似之处,研究PC发展的过程对于3G移动终端的发展有非常重要的借鉴意义。
最早的计算机其实并没有操作系统,在那个时候人们只能通过各种不同的操作按钮来控制计算机,然后随着计算机技术的不断发展就出现了汇编语言,并将它的编译器内置到电脑中。
这个时代的计算机是一个专用的名词,只有专业的计算机工程师才能使用和操作计算机。
计算机对普通的用户来说是一个非常神秘甚至是遥不可及的名词。
这些将语言内置的电脑只能由操作人员自己编写程序来运行,不利于设备、程序的共用。
为了解决这种问题,就出现了操作系统。
从一开始的DOS到图形化的Windows以及后来出现的源代码开放的Linux,操作系统的发展很好地实现了程序的共用以及对计算机硬件资源的管理,使人们可以从更高层次对电脑进行操作,而不用关心其底层的运作。
通用的操作系统逐渐地发展起来,使得基于操作系统上层的应用与底层的硬件系统无关,这样就大大降低了应用开发的难度,降低了应用开发的门槛,使得一大批应用开发商开发出丰富多彩的应用,同时图形化的操作界面也大大降低了普通用户使用的难度,从而使计算机得到了空前的发展,使其真正地走进了千家万户。
2.移动终端操作系统的发展历程我们再来看一下手机的发展,移动通信在刚出现的时候只是扮演单一的固定电话移动化的角色,所支持的功能也只是单一的通话功能。
一、移动通信的发展历程第一代—模拟移动通信技术(1G)第一代移动通信系统(1G)是在20世纪80年代初提出的,它完成于20世纪90年代初,如NMT和AMPS,NMT于1981年投入运营。
第一代移动通信系统是基于模拟传输的,其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。
1G主要基于蜂窝结构组网,直接使用模拟语音调制技术,传输速率约2.4kbit/s。
不同国家采用不同的工作系统。
第二代—数字移动通信技术(2G)第二代移动通信技术(2G)起源于90年代初期。
欧洲电信标准协会在1996年提出了GSM Phase 2+,目的在于扩展和改进GSM Phase 1及Phase 2中原定的业务和性能。
它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑),S0(支持最佳路由)、立即计费,GSM 900/1800双频段工作等内容,也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术,使得话音质量得到了质的改进;半速率编解码器可使GSM系统的容量提近一倍。
在GSM Phase2+阶段中,采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术,引入智能天线技术、双频段等技术,有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷;自适应语音编码(AMR)技术的应用,极大提高了系统通话质量;GPRs/EDGE技术的引入,使GSM与计算机通信/Internet有机相结合,数据传送速率可达115/384kbit/s,从而使GSM功能得到不断增强,初步具备了支持多媒体业务的能力。
尽管2G技术在发展中不断得到完善,但随着用户规模和网络规模的不断扩大,频率资源己接近枯竭,语音质量不能达到用户满意的标准,数据通信速率太低,无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。
第三代—3G技术第三代移动通信系统(3G),也称IMT 2000,是正在全力开发的系统,其最基本的特征是智能信号处理技术,智能信号处理单元将成为基本功能模块,支持话音和多媒体数据通信,它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务,例如高速数据、慢速图像与电视图像等。
移动智能终端技术的发展与应用随着科学技术的不断进步,移动智能终端技术已成为当代社会中不可或缺的一部分,如今移动智能终端技术已广泛应用于社会生活的方方面面,如通讯、支付、娱乐等领域,为我们的生活带来了很多便利。
本文将探讨移动智能终端技术的发展与应用。
一、移动智能终端技术的发展移动智能终端技术的发展源于移动通信技术的发展,随着3G、4G、5G等通信技术的发展,移动智能终端的应用也日益普及。
目前主流的移动智能终端设备有手机、平板电脑、智能手表等。
这些设备内置有运行系统、处理器、存储器、无线通信模块等硬件。
而软件方面,移动智能终端设备也涵盖了各种应用程序,如社交媒体、游戏、影音、购物等各种服务应用。
此外,随着移动智能终端技术的不断更新换代,越来越多的功能被不断添加进移动智能终端设备中。
例如,智能手表可以监测健康数据、及时提醒日常安排等等,越来越多的消费者对于这些功能的需求不断增加。
二、移动智能终端技术的应用移动智能终端技术的应用范围非常广泛,可以说它已经贯穿了我们的日常生活。
以下是该技术在各领域中的应用实例:1、通讯领域:手机作为目前最普及的移动智能终端设备,在通讯领域有着广泛的应用。
通过短信、电话、社交媒体等方式,我们可以随时随地与朋友、家人保持联系。
2、支付领域:移动支付已成为一种重要的支付方式。
借助于支付宝、微信、Apple Pay等移动支付平台,我们可以在互联网上完成支付交易,而不需要现金或银行卡。
3、娱乐领域:从移动游戏到在线视频,移动智能终端设备在娱乐领域也有着广泛的应用。
现在我们可以通过手机或平板电脑随时随地游玩电子游戏,或者在线观看各种流媒体视频。
4、教育领域:移动智能终端设备在教育领域中也有广泛的应用。
学生可以使用移动智能终端设备观看在线课程或下载教育应用程序,而教师也可以借助于移动智能终端设备完成授课。
5、医疗领域:智能手表和其他移动智能终端设备可以监测人体健康数据,如心率、血压等数据,并将数据传输到医疗机构进行分析和处理。
移动终端发展历史
移动终端的发展历史可以追溯到早期的无线电通讯设备,如无线电发报机、无线电接收机等。
随着技术的不断发展,移动终端逐渐演变为便携式无线电话、寻呼机和移动数据终端等。
20世纪80年代末至90年代初,随着移动通信技术的不断进步,移动终端逐渐发展成为手机。
初期的手机功能比较简单,主要提供语音通信服务。
随着技术的不断进步,手机逐渐具备了更多的功能,如短信、彩信、游戏、拍照等。
进入21世纪后,随着智能手机的出现,移动终端的发展迎来了新的高峰。
智能手机具有更加强大的处理能力和更加丰富的应用软件,可以提供更加丰富的服务和体验。
同时,随着移动互联网的普及,移动终端的发展也呈现出多元化和个性化的趋势,如平板电脑、电子书阅读器、智能手表等。
未来,随着技术的不断创新和发展,移动终端将会继续朝着更加智能化、多元化和个性化的方向发展,不断满足人们对于便捷、高效、个性化生活的需求。