移动电话

手机
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标准手机键盘
汉语名称
正体字 移动电话、流动电话、随身电话、行动电话
简化字 移动电话、流动电话、随身电话、行动电话
越南语名称
国语字 Điện thoại di động
儒字 电话移动
韩语名称
谚文 휴대 전화
汉字 携带电话
日语名称
日语原文 携帯电话
「手机」的各地常用别名
中国大陆 移动电话、手机
台湾 行动电话、手机
港澳 流动电话、手提电话、手机
马新 随身电话、流动电话、手机

行动电话,又称手提式电话机手提电话,简称手机,是可以在较大范围内使用的可携式电话,与固定电话(座机)相对。1990年代中期以前价格昂贵且体积庞大,因此又有大哥大的俗称。1990年代后期逐渐普及化,如今已成为全球销量最高的消费电子产品,也是现代人日常不可或缺的电子用品之一。

目前在全球范围内使用最广是的第四代和第五代行动通讯技术。第四代行动通讯技术LTE为主,支援高速资料传输的蜂巢式网路行动电话技术。4G服务能够同时传送声音(通话)及资讯视讯、(电子邮件即时通讯等)它是数位格式的。目前整个行业正在向第五代行动通讯技术迁移。

手机外观上一般都应该包括至少一个液晶显示器和一套按键,现时采用触控式萤幕的手机减少了按键,只剩下主页及返回键。现代的手机除了典型的电话功能外,还包含了个人数位助理游戏机MP3照相机录音机GPS和连接网际网路等更多功能,它们都概括性地统称作智慧型手机

发展历史

功能型手机

移动电话的发展
1992 - 2014年移动电话的发展

最早以蜂巢式基地台网路与手机之间进行通讯的电话网路,被称为「第一代」行动通讯(1G)。这也就是在西元1980至九十年代之时,于影视作品之中经常能见到被富贵阶级的人物角色所使用的手提式电话。在这一类行动通讯系统之中有名的先驱是美国摩托罗拉公司的马丁·库珀博士。这种手机有多种格式,如NMT、AMPS、TACS,但是基本上使用分频多工方式只能进行语音通讯,收讯不稳定,且保密性不足,无线频宽利用不充分。此种手机类似于简单的无线电双工电台,通话时锁定在一定频率,所以使用可调频电台就可以窃听通话。这个时候,语音传播是类比的,只能传输语音流量。由于受当时的电池容量限制、类比调变技术需要庞大的天线、以及积体电路的发展状况等等制约,直到摩托罗拉推出StarTAC折叠式手机之前,这一类行动电话只能算是「可以移动」,仍无法达到「随身携带」的标准。

这种第一代手提电话在早期因为外型因素,经常被很多人称呼为「砖头」或是「黑金刚」。因为受到影视作品之中所彩现的印象所影响,这种体积巨大的老式手机在民间也素有「大哥大」之称。香港的花生油品牌狮球唛于1987年制造「大哥大」外形的水壶作为赠品,并且大行其道,所以香港人亦称呼这种手机做「水壶」,「大哥大」。[1]在早期刚引进第一代行动电话网路的当时,使用「大哥大」是为一种身分象征。以香港为例:于1985年,一部「大哥大」价值为两万九千港元,至1990年代,价值仍然达到一万三千港元。

台湾第一代的类比式行动电话网路(使用北美AMPS系统)于1989年由交通部电信总局引进,2001年11月正式登出电信服务市场。原来所分配的090、091字头门号,分别转为第二代GSM行动电话网路之下的0910、0911字头门号。

第二代行动电话(2G)由类比式语音通讯网路,演进为数位讯号交换通讯网路。它发端于西元1990年代初,于1990年代中期之后逐渐在世界各地普及,到西元2010年代中期仍在世界上广泛分布。通常这些手机使用欧洲规格的GSMCDMA或者PHS这些十分成熟的标准,具有稳定的通话品质和合适的待机时间。该类手机具有通话和一些如时间日期等传送的手机通讯技术,一般定义为无法直接传送如电子邮件、软体等资讯;只具有通话和一些如时间日期等传送的手机通讯技术规格。在第二代行动电话网路的发展过程当中,为了适应日益增加的数据通讯需求,一些加强型的传输标准(又被称为2.5G或甚至2.75G)也依次在手机上得到支援,例如GPRSEDGEWAP服务。

台湾第二代的数位式行动电话网路于西元1997年由电信业自由化政策实施之后的几大业者分别引进,而经过频宽使用执照的延期措施之后,于西元2017年6月登出电信服务市场。一些手机厂商也将自己的一些手机称为2.75G手机,其特色就是拥有比GPRS速率更快的EDGE功能。

智慧型手机

第3代行动通讯系统(3G)自西元1990年代末期开始研发,于西元2000年代前中期开始在世界各国陆续开始服务,目前已经逐渐得到广泛的应用。第3代手机的开始目标之一是开发一种可以轻易地连接上网路,并能在全球通用的无线通讯系统,但实际上在最后还是逐渐演变出了多种不同的格式规格。目前在世界上主要有W-CDMACDMA2000TD-SCDMA等规格在竞争。这些新的规格都基于CDMA(分码多重进接)技术,在频宽利用和数据通讯方面都有进一步发展。而在高速资料传输和蜂窝行动通讯技术方面,于西元2007年10月新增WiMAX标准为第四种技术体制。

台湾第三代的数位式行动电话网路于西元2005年由历经合并和增设之后的五大业者所分别引进,在2010年起智慧型手机逐渐普及之后,已成为行动电话服务的主力。

3G的后续改良规格又被称为「3.5G」,它包括了HSPAHSDPAHSUPA)及HSPA+等技术规格,可以让使用者享用7.2M到42M的下载速率。在提供高速资料服务的同时,安全性也得到了改善。3.5G手一机偏重于安全和资料通讯,一方面加强个人隐私的保护,另一方面加强资料业务的研发,更多的多媒体功能被引入进来,手机具有更加强劲的运算能力,不再只是个人的通话和文字资讯终端,而是更多功能性的选择。行动办公及对通讯的强劲需求将使得手机与个人电脑的融合趋向加速,手机将逐渐拥有个人电脑的功能,这方面在手机市场上已经得到了充分的体现。

第四代行动电话网路(4G)是在西元2010年代中期之时世界上所普遍使用的高速行动网路,可分为TDD-LTE(分时型长期演进技术)、FDD-LTE(分频型长期演进技术)及WiMAX(IEEE 802.16m);而TDD-LTE、FDD-LTE规格在结构上已经进行了统一。第四代行动电话网路最重要的功能,就是搭配能够上网执行各种网路服务的智慧型手机。第四代的行动电话技术将一般传统的语音通讯完全当作是数据封包加以传输,这是和之前第三代网路非常不同的地方。由于作为第四代行动网路终端的智慧型手机在功能上已经犹如小型电脑一般,因此第四代行动网路与其说是数位式的高速电话通讯网路,更不如形容为是一种可以随着基地台扩展使用范围的巨大网际网路服务网路。

台湾第四代的数位式行动电话网路于西元2014年开始服务,是以智慧型手机行动上网服务的新一代主力。预计在西元2017年将接收第二代行动电话网路撤除之后所留下的通讯频宽。

4.5G采用 LTE Advance Pro,其概念由华为于 2014 年底首次提出,并于 2015 年 10 月被 3GPP 确认成为 LTE 的新标准。如名字所示意般,4.5G 是 LTE、LTE Advance 的进一步技术演进,亦是各大网路商进入 5G 前的重要一站。4.5G透过聚合载波、4x4 MIMO 以及256 QAM 等技术,网路商可提供服务的 4G 网路容量及下载速度会较以往更多更快,有助解决网路塞车等问题。

5G是4G之后的延伸,美国(高通)、中国大陆(华为)、韩国(三星)、日本(NTT)、欧盟各国等等都在投入相当的资源研发5G网路。西元2016年11月17日,国际无线标准化机构3GPP第八十七次会议在美国拉斯维加斯召开,中国大陆华为主推PolarCode(极化码)方案,美国高通主推LDPC方案,法国主推Turbo2.0方案,最终短码方案由极化码胜出,之前长码由LDPC胜出,底层规格确立。5G网路预计即将于西元2020年时逐渐在各国开始布建并进入实测。

名称演变

行动电话在大中华地区从过往数种称呼,到现在流行以「手机」为主,香港学者汪惠迪研究认为,这是语言经时间演变、自我调节的结果:[2]

流行名称变迁
年份 香港 澳门 台湾 新加坡 上海 北京
1995年-1996年 流动电话
大哥大
手提电话 行动电话 随身电话 移动电话 移动电话
1996年-1997年 大哥大
1997年-1998年 手提电话 流动电话 行动电话
大哥大
手机
1998年-1999年 行动电话 流动电话
1999年-2000年 流动电话 手机 手机 手机
2000年-2001年 流动电话 手机
2001年-2002年 手机
备注
  • 参照汪惠迪的研究制表,此列当时流行而非起源。
  • 1997年正逢台湾大哥大成立。

安全使用

由于手机发射一定份量的无线电波,有人质疑其安全性,特别是对大脑的影响,但目前未有确切科学资料证明有确切因果联络。

为了避免影响仪器的正常操作,很多地方禁止使用手机,例如:

  • 飞机起飞和降落的过程中,防止对控制系统产生干扰加大产生空难的概率,所以飞机上禁止使用手机;但由于科技的进步已逐渐可以使新一代制造的飞机克服困难,预计未来将可以使用,参见移动电话和飞行安全。在著名的Discovery频道流言终结者节目中指出,「手机讯号会导致『新一代』飞机失事」的流言破解,但因民航法规,仅在地面而未起飞实验,且因安全关系仍禁止在飞机上使用手机。
  • 加油站天然气加气站及存放易燃易爆化学品的仓库地区,为了防止无线电讯号在金属上产生打火导致爆炸事故,通常会禁止使用手机拨打和接听电话,不过在流言终结者节目中指出为「流言破解」,但仍建议民众以安全为第一考量。
  • 医院有很多对电子装置比较敏感的仪器(心脏监视、心电图、脑电波监视、电子起搏器)和高纯度氧气,在这里为了保证这些仪器的正常工作和安全考虑也不允许使用手机;但通常医院允许PHS低功率行动电话使用。

除了上述三个场所较明确为人所知外,还有一些情况如行车时(参见移动电话和行车安全),以及诸多场所如电影院音乐会、教室(教学场所)、考试场所、实验室、会议室图书馆或其他特定场所等一般会禁止使用手机和/或关掉响闹功能,就算是可以使用也会要求手机改成震动并轻声细语和长话短说,以免声音干扰别人;在一些国家和地区可能禁止在大众运输系统上使用手机。

基本功能

  • 全世界手机共通的紧急救援电话号码是「112」。
  • 手机输入「* # 0 6 #」能看到15码的国际行动装置辨识码(IMEI),若手机遗失,经好心人拾取送往警察局,有报案过的失主可以以此IMEI序号拿回遗失的手机。
  • 如需拨打国际长途电话,可在国际区号前拨「+」。

手机翻新

将旧手机用一些化学液体清理干净,再换上新壳,配上电池、充电器等附件,这个过程就是手机翻新。翻新主要包括更换主机板、外壳、重新整理手机软体、重新包装等过程。

翻新包括官方翻新与私人翻新。官方翻新由于是发售手机的公司自行回收试用机、媒体评测机、工程机、生产过程中的失误造成的瑕疵机和专卖店样品机重制,所以品质一般与全新手机相当。制作翻新机的目的一般是为了回收成本和降低电子垃圾污染。而因为这些机器的来源少,因此发售的数量也有限。官方翻新机为了防止第三方(包括代理专卖店)将翻新机当作全新机出售赚取差价,一般只通过厂商的官方网站出售。

美国的Apple与中国大陆的魅族均有推出官方翻新版本的手机,其价格比全新手机便宜,并且享有与全新机器一样的保修制度。但由于翻新机需要拆机、检查、重组等过程的费用,而且需要达到全新机器的品质,官方翻新机往往成本比全新机器更高。

私人翻新则是非出产原品牌手机厂进行的翻新。来源一般为二手机或是盗窃取得的赃机。品质参差不齐,目的一般只是单纯的赚取利润。因为机器来源比较开放,因此比较常见。购买方式一般是通过第三方网站(如淘宝网)或是非专卖的实体店来进行购买。

因为不是厂商官方翻新,因此市面上各大品牌的手机均有私人翻新手机。购买私人翻新手机可能出现硬体被掉包或者缺失的问题,尤其是智慧型手机,而且翻新者手艺也分高低,拆卸和组装过程中可能有失误,而部分注重牟利的翻新者则不会放弃瑕疵机的出售,因此翻新机的品质会参差不齐。常见的问题有萤幕松动进灰,频繁当机和按键寿命短等。私人翻新无法提供正统的保修,部分地区也经常有不法商贩拿翻新机充当全新机出售。

技术演进

GSM WCDMA LTE
First introduce 3GPP release 97 and before 3GPP release 99 3GPP release 8
Air interface Bandwidth 200khz 每个carrier是5M ,3.84Mchip/s 每个carrier是1.4/3/5/10/15/20 M
Transmission time interval 2 or 10 ms 1ms
frame 4.615ms,each frame contains 8 time slot 10ms 10ms,contains 10 subframes,or 20 slots
Modes of operation FDD FDD FDD or TDD on different band
Band 参见3gpp 45.005 参见3gpp 25.101 参见3gpp 36.101
CS/PS DTM( Dual transfer mode ) CS+PS PS only
Modulation Schemes: Downlink & uplink :GSMK,EDGE use 8PSK modulation. QPSK,16QAM Downlink: QPSK, 16QAM, 64QAM,256QAM

Uplink: QPSK, 16QAM, 64QAM

Multiple access scheme FDMA&TDMA CDMA downlink: OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)
uplink: SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access)
Network side CS core network:MSC

PS core network:SGSN+GGSN Radio access network:BTS

CS core network:MSC

PS core network:SGSN+GGSN Radio access network:NodeB,RNC

PS core network:MME/S-GW,S-GW,P-GW

Radio access network:eNodeB

Terminal side RRC protocol states Idle Mode/Dedicated Mode/Group receive Mode/Group Transmit Mode/Packet Idle Mode / Packet Transmit Mode CELL_DCH, CELL_FACH,

CELL_PCH, URA_PCH, RRC_IDLE

RRC_CONNECTED,

RRC_IDLE

Handovers Hard handover Soft and hard handover Hard handover
camp on a cell LAC+RAI LAC+RAI TAC
终端对小区的辨识 频点+基站辨识码(BSIC=NCC+BCC ,其中NCC:国家色码,用于辨识 GSM 行动网 ;其中BCC:基站色码,用于辨识基站) 频点+扰码 频点+pcid
measurement control & report idle态每5秒计算一次测量报告;业务态每秒2次计算测量报告,没有测量控制讯息(PS呢) 网路侧下发测量控制,终端上报测量结果 网路侧下发测量控制,终端上报测量结果
PS capability GPRS/EDGE multisolot HSDPA/HSUPA category downlink/upink category
PS technology CA+MIMO +modulation,见category定义 CA+MIMO+ modulation,见category定义
CS capability GSM Full /Half rate/Enhanced Full Rate/AMR AMR CSFB or VOLTE (AMR NB or AMR WB)
Channel Quality Indicator RXQUAL =0~7,max is best CQI=0~31,max is best CQI =0~15,max is best

参考文献

  1. ^ YouTube上的经典广告︰1987年狮球唛花生油送大哥大水壶
  2. ^ 网络语言.看谁跑得快?. 星洲网 (星洲日报). 2009-02-27. (原始内容存档于2019-05-02) (中文(马来西亚)). 

相关阅读

外部连结

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