【任務(wù)分解】

任務(wù)一　移動通信技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)

1.認(rèn)識移動通信

如今，人們可以通過手機(jī)進(jìn)行通信，智能手機(jī)更如同一款隨身攜帶的小型計(jì)算機(jī)，通過4G（Generation）等移動通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)接入后，可以方便地實(shí)現(xiàn)個(gè)人信息管理及查閱股票、新聞、天氣、交通、商品信息，快速下載應(yīng)用程序、音樂和圖片等。

（1）移動通信的概念　移動通信（Mobile Communications）是移動用戶與固定點(diǎn)用戶之間或移動用戶之間溝通的一種通信方式。通信雙方有一方或兩方處于運(yùn)動中的通信，包括陸、海、空移動通信。采用的頻段遍及低頻、中頻、高頻、甚高頻和特高頻。

移動通信系統(tǒng)由移動臺、基臺、移動交換局組成。若要同某移動臺通信，移動交換局通過各基臺向全網(wǎng)發(fā)出呼叫，被叫臺收到后發(fā)出應(yīng)答信號，移動交換局收到應(yīng)答后分配一個(gè)信道給該移動臺并從此話路信道中傳送一信令使其振鈴。

（2）移動通信的特點(diǎn)

① 移動性。就是要保持物體在移動狀態(tài)中的通信，因而它必須是無線通信，或無線通信與有線通信的結(jié)合（圖2-1）。

② 電波傳播條件復(fù)雜。因移動物體可能在各種環(huán)境中運(yùn)動，電磁波在傳播時(shí)會產(chǎn)生反射、折射、繞射、多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象，產(chǎn)生多徑干擾、信號傳播延遲和展寬等效應(yīng)。

③ 噪聲和干擾嚴(yán)重。在城市環(huán)境中的汽車火花噪聲、各種工業(yè)噪聲，移動用戶之間的互調(diào)干擾、鄰道干擾、同頻干擾等。

④ 系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。它是一個(gè)多用戶通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，必須使用戶之間互不干擾，能協(xié)調(diào)一致地工作。此外，移動通信系統(tǒng)還應(yīng)與市話網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)等互聯(lián)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的。

⑤ 要求頻帶利用率高、設(shè)備性能好。

（3）移動通信的發(fā)展歷程　移動通信技術(shù)可以說從無線電通信發(fā)明之日就產(chǎn)生了。1897年，M.G.馬可尼所完成的無線通信試驗(yàn)就是在固定站與一艘拖船之間進(jìn)行的，距離為18nmile。而現(xiàn)代移動通信技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)20年代，大致經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段。

第一階段從20世紀(jì)20年代至40年代，為早期發(fā)展階段。

在這期間，首先在短波幾個(gè)頻段上開發(fā)出專用移動通信系統(tǒng)，其代表是美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)（圖2-2）。該系統(tǒng)工作頻率為2MHz，到20世紀(jì)40年代提高到30～40MHz，可以認(rèn)為這個(gè)階段是現(xiàn)代移動通信的起步階段。特點(diǎn)是專用系統(tǒng)開發(fā)，工作頻率較低。

第二階段從20世紀(jì)40年代中期至60年代初期。

在此期間內(nèi)，公用移動通信業(yè)務(wù)開始問世。1946年，根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會（Federal Communications Commission，F(xiàn)CC）的計(jì)劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個(gè)公用汽車電話網(wǎng)，稱為“城市系統(tǒng)”。當(dāng)時(shí)使用三個(gè)頻道，間隔為120kHz，通信方式為單工，隨后，原聯(lián)邦德國（1950年）、法國（1956年）、英國（1959年）等國相繼研制了公用移動電話系統(tǒng)。美國貝爾實(shí)驗(yàn)室完成了人工交換系統(tǒng)的接續(xù)問題。這一階段的特點(diǎn)是從專用移動網(wǎng)向公用移動網(wǎng)過渡，接續(xù)方式為人工，網(wǎng)的容量較小（圖2-3）。

第三階段從20世紀(jì)60年代中期至70年代中期。

在此期間，美國推出了改進(jìn)型移動電話系統(tǒng)（IMTS），使用150MHz和450MHz頻段，采用大區(qū)制、中小容量，實(shí)現(xiàn)了無線頻道自動選擇并能夠自動連接到公用電話網(wǎng)。德國也推出了具有相同技術(shù)水準(zhǔn)的B網(wǎng)。可以說，這一階段是移動通信系統(tǒng)改進(jìn)與完善的階段，其特點(diǎn)是采用大區(qū)制、中小容量，使用450MHz頻段，實(shí)現(xiàn)了自動選頻與自動連接。

第四階段從20世紀(jì)70年代中期至80年代中期。這是移動通信蓬勃發(fā)展時(shí)期。

1978年年底，美國貝爾試驗(yàn)室研制成功先進(jìn)的移動電話系統(tǒng)（Advanced Mobile Phone System，AMPS），建成了蜂窩狀移動通信網(wǎng)，大大提高了系統(tǒng)容量。該階段稱為1G（第一代移動通信技術(shù)），主要采用的是模擬技術(shù)和頻分多址（FDMA）技術(shù)。Nordic移動電話（NMT）就是這樣一種標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于北歐、東歐地區(qū)的國家以及俄羅斯。其他還包括美國的高級移動電話系統(tǒng)（AMPS）、英國的總訪問通信系統(tǒng)（TACS）、日本的JTAGS、西德的 C-Netz、法國的Radiocom 2000和意大利的RTMI。

這一階段的特點(diǎn)是蜂窩狀移動通信網(wǎng)成為實(shí)用系統(tǒng)，并在世界各地迅速發(fā)展。移動通信大發(fā)展的原因，除了用戶要求迅猛增加這一主要推動力之外，還有幾方面技術(shù)進(jìn)展所提供的條件。首先，微電子技術(shù)在這一時(shí)期得到長足發(fā)展，這使得通信設(shè)備的小型化、微型化有了可能性，各種輕便電臺被不斷地推出。其次，提出并形成了移動通信新體制。隨著用戶數(shù)量增加，大區(qū)制所能提供的容量很快飽和，這就必須探索新體制。在這方面最重要的突破是貝爾實(shí)驗(yàn)室在20世紀(jì)70年代提出的蜂窩網(wǎng)的概念，解決了公用移動通信系統(tǒng)要求容量大與頻率資源有限的矛盾。第三方面進(jìn)展是隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展而出現(xiàn)的微處理器技術(shù)日趨成熟以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，從而為大型通信網(wǎng)的管理與控制提供了技術(shù)手段。以AMPS和TACS為代表的第一代移動通信模擬蜂窩網(wǎng)雖然取得了很大成功，但也暴露了一些問題，比如容量有限、制式太多、互不兼容、話音質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、不能提供自動漫游、頻譜利用率低、移動設(shè)備復(fù)雜、費(fèi)用較貴以及通話易被竊聽等，最主要的問題是其容量已不能滿足日益增長的移動用戶需求（圖2-4、圖2-5）。

如圖2-5所示是世界上第一臺手機(jī)摩托羅拉DynaTAC 8000X，重2磅，通話時(shí)間半小時(shí)，銷售價(jià)格為3995美元，是名副其實(shí)的最貴重的“磚頭”。

第五階段從20世紀(jì)80年代中期開始。這是數(shù)碼移動通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時(shí)期。該階段可以再分為2G、2.5G、3G、4G等。

2G是第二代手機(jī)通信技術(shù)規(guī)格的簡稱，一般定義為以數(shù)碼語音傳輸技術(shù)為核心，無法直接傳送如電子郵件、軟件等信息；只具有通話和一些如時(shí)間、日期等傳送的手機(jī)通信技術(shù)規(guī)格（圖2-6）。不過手機(jī)短信SMS（Short Message Service）在2G的某些規(guī)格中能夠被執(zhí)行。主要采用的是數(shù)碼的時(shí)分多址（TDMA）技術(shù)和碼分多址（CDMA）技術(shù)，與之對應(yīng)的主要是GSM（全球移動通信系統(tǒng)）和CDMA（碼分多址）兩種體制。

2.5G是從2G邁向3G的銜接性技術(shù)。由于3G是個(gè)相當(dāng)浩大的工程，牽涉的層面多且復(fù)雜，要從2G邁向3G不可能一下就銜接得上，因此出現(xiàn)了介于2G和3G之間的2.5G。HSCSD、WAP、EDGE、藍(lán)牙（Bluetooth）、EPOC等技術(shù)都是2.5G技術(shù)。2.5G功能通常與GPRS（通用分組無線服務(wù)技術(shù)）技術(shù)有關(guān)，GPRS技術(shù)是在GSM的基礎(chǔ)上的一種過渡技術(shù)。GPRS的推出標(biāo)志著人們在GSM的發(fā)展史上邁出了意義最重大的一步，GPRS在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)。相較于2G服務(wù)，2.5G無線技術(shù)可以提供更高的速率和更多的功能（圖2-7）。

3G是英文3rd Generation的縮寫，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谌苿油ㄐ偶夹g(shù)。與以模擬技術(shù)為代表的第一代和第二代移動通信技術(shù)相比，3G將有更寬的帶寬，其傳輸速度最低為384K，最高為2M，帶寬可達(dá)5MHz以上。不僅能傳輸話音，還能傳輸數(shù)據(jù)，從而提供快捷、方便的無線應(yīng)用，如無線接入互聯(lián)網(wǎng)。能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和寬帶多媒體服務(wù)是第三代移動通信的另一個(gè)主要特點(diǎn)。3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAX。第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)能將高速移動接入和基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的服務(wù)結(jié)合起來，提高無線頻率利用效率，提供包括衛(wèi)星在內(nèi)的全球覆蓋并實(shí)現(xiàn)有線和無線以及不同無線網(wǎng)絡(luò)之間業(yè)務(wù)的無縫連接，滿足多媒體業(yè)務(wù)的要求，從而為用戶提供更經(jīng)濟(jì)、內(nèi)容更豐富的無線通信服務(wù)。

相對第一代模擬制式手機(jī)（1G）和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(jī)（2G），第三代手機(jī)一般而言，是指將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)，是基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的終端設(shè)備。3G手機(jī)（圖2-8）完全是通信業(yè)和計(jì)算器工業(yè)相融合的產(chǎn)物，和此前的手機(jī)相比，差別非常大，因此越來越多的人開始稱呼這類新的移動通信產(chǎn)品為“個(gè)人通信終端”。即使是對通信業(yè)最外行的人也可從外形上輕易地判斷出一臺手機(jī)是否是“第三代”：第三代手機(jī)都有一個(gè)超大的彩色顯示屏，往往還是觸摸式的。3G手機(jī)除了能完成高質(zhì)量的日常通信外，還能進(jìn)行多媒體通信。用戶可以在3G手機(jī)的觸摸顯示屏上直接寫字、繪圖，并將其傳送給另一部手機(jī)，而所需時(shí)間可能不到一秒。當(dāng)然，也可以將這些信息傳送給一臺計(jì)算機(jī)，或從計(jì)算機(jī)中下載某些信息；用戶可以用3G手機(jī)直接上網(wǎng)，查看電子郵件或?yàn)g覽網(wǎng)頁；有不少型號的3G手機(jī)自帶攝像頭，這使用戶可以利用手機(jī)進(jìn)行計(jì)算機(jī)會議，甚至替代數(shù)碼相機(jī)。

4G是第四代移動通信及其技術(shù)的簡稱，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。而在用戶最為關(guān)注的價(jià)格方面，4G與固定寬帶網(wǎng)絡(luò)在價(jià)格方面不相上下，而且計(jì)費(fèi)方式更加靈活機(jī)動，用戶完全可以根據(jù)自身的需求確定所需的服務(wù)。此外，4G可以在DSL（數(shù)字用戶線路）和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。

4G移動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)，并運(yùn)行于多個(gè)頻帶。這一服務(wù)能適應(yīng)多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)，具備多模終端能力，跨越多個(gè)運(yùn)營者和服務(wù)商，提供大范圍服務(wù)。第四代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括：信道傳輸；抗干擾性強(qiáng)的高速接入技術(shù)、調(diào)制和信息傳輸技術(shù)；高性能、小型化和低成本的自適應(yīng)陣列智能天線；大容量、低成本的無線接口和光接口；系統(tǒng)管理資源；軟件無線電、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議等。第四代移動通信系統(tǒng)主要是以正交頻分復(fù)用（OFDM）為技術(shù)核心。OFDM技術(shù)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高度可擴(kuò)展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供無線數(shù)據(jù)技術(shù)質(zhì)量更高（速率高、時(shí)延小）的服務(wù)和更好的性能價(jià)格比，能為4G無線網(wǎng)提供更好的方案。例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等，預(yù)計(jì)都采用OFDM技術(shù)。4G移動通信對加速增長的廣帶無線連接的要求提供技術(shù)上的回應(yīng)，對跨越公眾的和專用的、室內(nèi)和室外的多種無線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)保證提供無縫的服務(wù)。通過對最適合的可用網(wǎng)絡(luò)提供用戶所需求的最佳服務(wù)，能應(yīng)付基于互聯(lián)網(wǎng)通信所期望的增長，增添新的頻段，使頻譜資源大擴(kuò)展，提供不同類型的通信接口，運(yùn)用路由技術(shù)為主的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以傅立葉變換來發(fā)展硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)第四代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。移動通信會向數(shù)據(jù)化，高速化、寬帶化、頻段更高化方向發(fā)展，移動數(shù)據(jù)、移動IP預(yù)計(jì)會成為未來移動網(wǎng)的主流業(yè)務(wù)。

（4）4G移動通信技術(shù)的應(yīng)用　4G移動通信技術(shù)由于其具有傳輸速度快、移動范圍廣、融合業(yè)務(wù)多等特點(diǎn)，可以應(yīng)用于以下幾個(gè)方面。

① 播放高清視頻。隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，智能手機(jī)電視、在線高清電影、智能手機(jī)監(jiān)控、視頻網(wǎng)絡(luò)通話等應(yīng)用逐漸得到普及應(yīng)用，但是由于受到移動信號跨區(qū)切換的影響和網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，往往還不能滿足人們的需求。然而4G移動通信技術(shù)傳輸速度快的特點(diǎn)正好彌補(bǔ)了這個(gè)缺陷，因此使用現(xiàn)有的移動端設(shè)備進(jìn)行在線點(diǎn)播高清視頻和網(wǎng)絡(luò)不間斷通話成為可能（圖2-9）。

② 電子圖書館。目前電子圖書館的功能主要是對電子圖書資源進(jìn)行下載瀏覽、播放閱讀等，其中播放閱讀功能需要比較高的移動終端配置和網(wǎng)絡(luò)要求，特別是視頻資源的需求條件更高，如使用4G移動通信技術(shù)，其高速性能可以保證視頻資源在移動端的正常播放，使讀者能夠更為方便快捷地獲取電子資源信息，提高工作和學(xué)習(xí)的效率（圖2-10）。

③ 移動視頻會議。傳統(tǒng)的視頻會議為了保證會話和交互的可靠性，必須在室內(nèi)進(jìn)行，并利用有線網(wǎng)絡(luò)和工控會議終端進(jìn)行會話，對會議效率的提升并不明顯。但是成熟的4G移動通信技術(shù)可以使用智能手機(jī)進(jìn)行配合，在智能手機(jī)上舉行視頻會議，這樣可使與會者不限時(shí)、不限地點(diǎn)地進(jìn)行會話與交互，并且4G移動通信技術(shù)的優(yōu)異性能可以對會議過程的流暢性給予穩(wěn)定的保證，進(jìn)而提高了會議效率。

2.認(rèn)識移動互聯(lián)網(wǎng)

PC端互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)處于日漸飽和的境況，而移動互聯(lián)網(wǎng)卻正在蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭們也開始將目光聚集到了移動互聯(lián)網(wǎng)。

易觀智庫產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫于2017年發(fā)布《2017中國移動互聯(lián)網(wǎng)市場數(shù)據(jù)》。其中的數(shù)據(jù)顯示，截至2017年3月，中國移動互聯(lián)網(wǎng)活躍用戶規(guī)模達(dá)到93251.8萬人，環(huán)比增長1.0%（圖2-11）。

（1）什么是移動互聯(lián)網(wǎng)　移動互聯(lián)網(wǎng)，就是將移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來，成為一體，是互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、平臺、商業(yè)模式和應(yīng)用與移動通信技術(shù)結(jié)合并實(shí)踐的活動的總稱。4G時(shí)代的開啟以及移動終端設(shè)備的激增為移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展注入了巨大的能量。

（2）移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢　中國移動互聯(lián)網(wǎng)在未來的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

① 搜索是重中之重。無論是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)還是移動互聯(lián)網(wǎng)，對于搜索的要求都是非常大的，通過搜索可以給企業(yè)帶來流量，因此，移動搜索仍然是移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的主要應(yīng)用。

② LBS是未來趨勢。基于本地化的位置服務(wù)（LBS）將會在未來發(fā)揮巨大的作用，它是移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的一個(gè)突破性發(fā)明，傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的最大差別就是后者是非常本地化的，在LBS方面具有非常大的優(yōu)勢，企業(yè)可以把用戶在其位置的信息進(jìn)行更多的整合服務(wù)。

③ APP進(jìn)入快死階段。縱觀APP的發(fā)展歷程，大致可以分成兩塊：一塊是習(xí)慣性的分成，用戶尋找適合的品牌；另一塊是變動性的分成，人們的變動性達(dá)到了60%，促使APP應(yīng)用的生命周期急劇縮短，進(jìn)入快死階段，其中最嚴(yán)重的是游戲產(chǎn)業(yè)。

④ 移動電商蓬勃發(fā)展。現(xiàn)在，我國移動電子商務(wù)市場成長良好、發(fā)展健康。專家預(yù)測在未來兩年內(nèi)，用戶規(guī)模和市場規(guī)模都將進(jìn)一步擴(kuò)大，并且保持高速增長。這也預(yù)示著中國已經(jīng)步入了電子商務(wù)快速發(fā)展的時(shí)期。在市場運(yùn)作上，移動電子商務(wù)主導(dǎo)者包括傳統(tǒng)電子商務(wù)服務(wù)商、電信運(yùn)營商、新興的移動電子商務(wù)提供商等都已經(jīng)開始在移動電子商務(wù)領(lǐng)域布局，市場用戶進(jìn)入者增多，服務(wù)形式也開始呈現(xiàn)多樣性發(fā)展，行業(yè)結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行良性更新，中國移動互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)具有了新跨越的必備條件。