移動互聯網技術創新方向分析

夏立強

（中國信息通信研究院 技術與標準研究所，北京 100191）

1 移動互聯網發展現狀

移動通信技術的快速發展使得5G通信時代加速到來，2G時代的電路交換技術已然被徹底淘汰。在3G時代時，移動通信網絡已完成分組交換，海量WiFi熱點的敷設賦予移動網絡以超出想象的通信能力，相較于PC終端鏈接互聯網的速度也毫不遜色，由此也為移動終端應用的海量研發上線奠定堅實基礎[1-3]。移動互聯網技術是在Internet上提供移動功能的網絡層方案，它可以使移動節點用一個永久的地址與互聯網中的任何主機通信，并且在切換子網時不中斷正在進行的通信，達到的效果如圖1所示。

圖1 移動互聯網的目標

在移動IPv6中引入擴展協議后，移動互聯網可以提供對單一終端和子網的移動性支持，并且在移動過程中支持終端和子網的快速切換與層次移動性管理。其架構如圖2所示。

2 移動智能終端的技術創新方向

2.1 基礎能力

移動智能終端兼具計算和存儲等基礎功能，且性能指標持續提升。應用處理器實現八核搭載，單核主頻有望突破2 GHz，制程技術為7 nm，存儲容量為256 G，基本等同于SSD固態硬盤等存儲設備，存儲空間較傳統設備實現倍增目標。AMOLED顯示屏材質擁有快速響應和高分辨率等特性，能耗偏低，且柔性屏與電紙書等材質即將投產應用，將使用戶獲得愈發豐富的視覺體驗。鋰聚合物電池容量大幅攀升，由800 mAh增至4 000 mAh，續航能力是傳統機型的5倍，但由于電池體積及便攜性等問題，鋰聚合物電池技術仍處于瓶頸期，小型化電池技術有待深度研發[4-7]。

2.2 感知能力

佛教經典將人之六覺定義為“眼耳鼻舌身意”，智能終端的人機交互同樣具備六覺特性。其中，“眼”即屏幕顯示功能，此領域的技術巔峰產品包括谷歌眼鏡等，可以預期的是，未來的技術應用中，“眼”不單單具備顯示成像等功能，還可以控制發送動作指令。“耳”即聽覺，隨著高保真和智能降噪等設備技術的改進應用，用戶可以享受其獨有的“天籟空間”。“鼻”的研究領域尚未取得突破性進展，有待于AR、VR以及仿生學技術成果的深度挖掘與轉化，已有的應用包括有日本發明的“氣味手機”，其中內置有若干型號氣味氣體罐式配件，可以完成仿真/模擬氣味的釋放。“舌”即語言，“Siri”等語音識別機器人的應用為人機交互范疇拓寬奠定基礎，也獲得青少年的喜愛，且垂直應用領域中的應用前景持續看好。“身”即觸覺，以人體自覺感知為主，其交互功能主要依托AR和VR技術應用而實現，可以為用戶提供“天涯咫尺”的交互體驗。同時依托健康監測傳感器的應用，移動智能終端可以精準測量人體的血壓和酸堿度等體征指標，透析掌握“身”的狀態，與用戶中的距離將由可視距離壓減為零距離或負距離（如埋入式傳感器），且可以實現24 h全天候監測。“意”的釆集也成為可能，其中智能頭盔的應用可以完成腦部意識的采集和辨別，并對鼠標發送運動指令，隨著傳感器小型化技術的進步，采用貼片即可提取用戶的思維意識[8-10]。

2.3 應用能力

應用發布方式創新取得諸多成果，涉及到社交、文娛以及網購等領域，多發布于各類App應用商店。移動互聯網由萌芽期向發展期的轉化，程序應用分布也呈現出散點式向平臺化供給的演進，用戶注冊登錄的諸多應用平臺為其提供有系統性的和多樣化的選擇。

3 移動互聯網重點技術創新方向

3.1 芯片快速發展促進終端性能提升

3.1.1 芯片技術升級迭代

移動智能終端制造領域，中國產能首屈一指，全球半數以上手機由中國企業代工生產。基于成本控制需求，Apple和三星等企業多數選擇于中國投資建廠，或以來料加工等形式委托在華企業生產電子設備，中國電子產業發展迎來井噴期。受益于龐大終端產量的逐年增長，國內應用處理器市場規模也迎來新的發展機遇。

3.1.2 本土企業和研發機構嶄露頭角

應用處理器市場迎來新的發展機遇期，AMD等知名跨國IT企業迅速布局該領域以搶占市場先機。MTK是手機芯片制造的領軍企業，在智能手機芯片設計及解決方案方面也相繼推出諸多方案。國內創新型科技企業包括盈方微和北京君正等，也在該領域投入更多研發資源，相繼推出移動互聯網終端應用處理器系列產品，并將其列入重點研發業務清單。處理器市場一時間涌入為數眾多的新進入者，芯片制造領域Qualcomm、Apple以及TI三強并立格局由此被打破，市場品牌趨向于分散，下游廠商由此也獲得更多選擇，對于加速產品性能優化及控制壓減主流產品售價起到尤其關鍵的作用。盡管中國企業在領域同樣獲得快速發展，IC設計公司提出較多有前瞻性的設計方案，但較之國際企業，從制程技術、產品性能或市占率而言，依舊有明顯差距。

3.1.3 高集成度、低功耗和ARM架構

獲益于電池續航技術的快速進步，相較于傳統PC處理器，移動終端應用處理器擁有功耗低和體積小等顯著優勢，其未來發展方向呈現出下述特征。一是芯片集成度持續提升，7 nm芯片產品研發應用，集成電路設計廣泛應用網絡級芯片（Network on Chip，NoC）設計思路，且普及采用3D/系統級封裝（System in Package，SiP）工藝。二是產品功耗更低，智能手機應用的最新單芯片解決方案可以減少功耗超40%，尤其是涉及到多媒體影音播放，功耗降幅達到150 mA，由此可以進一步提升移動智能終端的續航能力。三是適用ARM產品架構，ARM在芯片IP和服務供應中處于無可爭議的領先地位，八成以上的智能終端核心架構使用其產品。比較而言，X86架構無論在制造工藝或市占率方面，均遜色于前者。

3.2 語音識別技術大大豐富智能終端感知手段

3.2.1 語音識別技術發展達到一定水平

人機交互的最高效手段即語音。受行業、技術領域及應用環境等因素影響，社會經濟各部門中的語音技術應用廣度和深度不盡一致。通信和金融部門最早推廣語音識別技術，其次為移動智能終端，如手機、車載導航儀等，再次為家居生活電器及其他涉及社會生活的各領域，如數碼娛樂終端（平板電腦等）、智能家電以及在線教育等。由于輸入手段的客觀限制，移動終端適用的語音技術擁有顯著的交互優勢，對于增進改善智能終端交互體驗具備顯而易見的促進效應。國內提供中文語音合成技術的研發機構分為兩類，一是知名IT企業，如微軟和摩托羅拉等，二是科大訊飛為代表的專業語音技術廠商。

3.2.2 語音識別技術成為主流的感知手段

語音技術在手機、電視以及汽車等各型設備中均獲得普及應用，智能電視配置該技術最早為2013年，用戶不依賴遙控器使用語音即可完成調臺。語音技術應用的另一方向在于實現多語種語音識別與機器翻譯，由此突破不同國家和民族間存在的語言隔閡，借由機器實現無障礙溝通，即便并不具備外語習得經驗也能夠自如交流，內置翻譯器的最終技術目標在于取代同聲傳譯。語音技術應用為用戶生活提供更多便利，機器能夠精準識別語音指令，且不受口音和語氣等因素干擾，準確提煉關鍵詞并執行指令。此外，每個人的聲紋都是獨一無二的，故該項技術在公共服務領域也大有可為。當前政府主管部門已著手聲紋庫建設，未來將廣泛應用于金融、通信、社保以及公共安全等公共服務領域。

3.3 NFC技術為移動社交和支付應用提供技術保障

3.3.1 NFC成為主流短距通信標準

近距離無線通信（Near Field Communication，NFC）可以在非接觸前提下完成電子設備間的數據交換。NFC技術的前身為免接觸式RFID，后者的研發廠商最早時飛利浦和索尼等主要手機制造商，其用途是為移動智能終端提供通信支持。其應用形式表現為將非接觸讀卡器/卡及點對點功能糅合入同一芯片中。NFC芯片是開放式接口平臺，能夠實現無線網絡設置，且為設備與蜂窩網絡和藍牙等設備的連接提供服務支持。

3.3.2 NFC未來應用前景看好

NFC設備主要適用于芯片數據讀取和智能終端間數據鏈路搭建等，NFC芯片能夠兼容移動支付、貨幣交易、網內通信以及互聯網信息訪問等類App應用。通過使用NFC手機，用戶可以突破時空限制，與擁有同樣功能的終端設備實現無現金支付的即時交易。當前，NFC手機在第三方應用支付、定位導航以及社交等領域發揮有愈發重要的作用。

4 結 論

移動互聯網是產業發展領域中的朝陽產業，因其性能優勢獲得資本青睞。其產業發展在基礎性能、感知及應用能力等領域持續實現的技術創新，有助于互聯網科研工作者及業界人士精準把握市場脈動，要求其前瞻性地判別產業發展動態，精準布局，才可以始終保持快人一步的技術領先地位。