移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新方向分析

夏立強(qiáng)

（中國(guó)信息通信研究院 技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所，北京 100191）

1 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展使得5G通信時(shí)代加速到來(lái)，2G時(shí)代的電路交換技術(shù)已然被徹底淘汰。在3G時(shí)代時(shí)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已完成分組交換，海量WiFi熱點(diǎn)的敷設(shè)賦予移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以超出想象的通信能力，相較于PC終端鏈接互聯(lián)網(wǎng)的速度也毫不遜色，由此也為移動(dòng)終端應(yīng)用的海量研發(fā)上線奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1-3]。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在Internet上提供移動(dòng)功能的網(wǎng)絡(luò)層方案，它可以使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用一個(gè)永久的地址與互聯(lián)網(wǎng)中的任何主機(jī)通信，并且在切換子網(wǎng)時(shí)不中斷正在進(jìn)行的通信，達(dá)到的效果如圖1所示。

圖1 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)

在移動(dòng)IPv6中引入擴(kuò)展協(xié)議后，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)可以提供對(duì)單一終端和子網(wǎng)的移動(dòng)性支持，并且在移動(dòng)過(guò)程中支持終端和子網(wǎng)的快速切換與層次移動(dòng)性管理。其架構(gòu)如圖2所示。

2 移動(dòng)智能終端的技術(shù)創(chuàng)新方向

2.1 基礎(chǔ)能力

移動(dòng)智能終端兼具計(jì)算和存儲(chǔ)等基礎(chǔ)功能，且性能指標(biāo)持續(xù)提升。應(yīng)用處理器實(shí)現(xiàn)八核搭載，單核主頻有望突破2 GHz，制程技術(shù)為7 nm，存儲(chǔ)容量為256 G，基本等同于SSD固態(tài)硬盤等存儲(chǔ)設(shè)備，存儲(chǔ)空間較傳統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)倍增目標(biāo)。AMOLED顯示屏材質(zhì)擁有快速響應(yīng)和高分辨率等特性，能耗偏低，且柔性屏與電紙書等材質(zhì)即將投產(chǎn)應(yīng)用，將使用戶獲得愈發(fā)豐富的視覺體驗(yàn)。鋰聚合物電池容量大幅攀升，由800 mAh增至4 000 mAh，續(xù)航能力是傳統(tǒng)機(jī)型的5倍，但由于電池體積及便攜性等問(wèn)題，鋰聚合物電池技術(shù)仍處于瓶頸期，小型化電池技術(shù)有待深度研發(fā)[4-7]。

2.2 感知能力

佛教經(jīng)典將人之六覺定義為“眼耳鼻舌身意”，智能終端的人機(jī)交互同樣具備六覺特性。其中，“眼”即屏幕顯示功能，此領(lǐng)域的技術(shù)巔峰產(chǎn)品包括谷歌眼鏡等，可以預(yù)期的是，未來(lái)的技術(shù)應(yīng)用中，“眼”不單單具備顯示成像等功能，還可以控制發(fā)送動(dòng)作指令。“耳”即聽覺，隨著高保真和智能降噪等設(shè)備技術(shù)的改進(jìn)應(yīng)用，用戶可以享受其獨(dú)有的“天籟空間”?！氨恰钡难芯款I(lǐng)域尚未取得突破性進(jìn)展，有待于AR、VR以及仿生學(xué)技術(shù)成果的深度挖掘與轉(zhuǎn)化，已有的應(yīng)用包括有日本發(fā)明的“氣味手機(jī)”，其中內(nèi)置有若干型號(hào)氣味氣體罐式配件，可以完成仿真/模擬氣味的釋放?！吧唷奔凑Z(yǔ)言，“Siri”等語(yǔ)音識(shí)別機(jī)器人的應(yīng)用為人機(jī)交互范疇拓寬奠定基礎(chǔ)，也獲得青少年的喜愛，且垂直應(yīng)用領(lǐng)域中的應(yīng)用前景持續(xù)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(shù)應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)，可以為用戶提供“天涯咫尺”的交互體驗(yàn)。同時(shí)依托健康監(jiān)測(cè)傳感器的應(yīng)用，移動(dòng)智能終端可以精準(zhǔn)測(cè)量人體的血壓和酸堿度等體征指標(biāo)，透析掌握“身”的狀態(tài)，與用戶中的距離將由可視距離壓減為零距離或負(fù)距離（如埋入式傳感器），且可以實(shí)現(xiàn)24 h全天候監(jiān)測(cè)。“意”的釆集也成為可能，其中智能頭盔的應(yīng)用可以完成腦部意識(shí)的采集和辨別，并對(duì)鼠標(biāo)發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令，隨著傳感器小型化技術(shù)的進(jìn)步，采用貼片即可提取用戶的思維意識(shí)[8-10]。

2.3 應(yīng)用能力

應(yīng)用發(fā)布方式創(chuàng)新取得諸多成果，涉及到社交、文娛以及網(wǎng)購(gòu)等領(lǐng)域，多發(fā)布于各類App應(yīng)用商店。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)由萌芽期向發(fā)展期的轉(zhuǎn)化，程序應(yīng)用分布也呈現(xiàn)出散點(diǎn)式向平臺(tái)化供給的演進(jìn)，用戶注冊(cè)登錄的諸多應(yīng)用平臺(tái)為其提供有系統(tǒng)性的和多樣化的選擇。

3 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新方向

3.1 芯片快速發(fā)展促進(jìn)終端性能提升

3.1.1 芯片技術(shù)升級(jí)迭代

移動(dòng)智能終端制造領(lǐng)域，中國(guó)產(chǎn)能首屈一指，全球半數(shù)以上手機(jī)由中國(guó)企業(yè)代工生產(chǎn)?；诔杀究刂菩枨螅珹pple和三星等企業(yè)多數(shù)選擇于中國(guó)投資建廠，或以來(lái)料加工等形式委托在華企業(yè)生產(chǎn)電子設(shè)備，中國(guó)電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來(lái)井噴期。受益于龐大終端產(chǎn)量的逐年增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)應(yīng)用處理器市場(chǎng)規(guī)模也迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。

3.1.2 本土企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)嶄露頭角

應(yīng)用處理器市場(chǎng)迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇期，AMD等知名跨國(guó)IT企業(yè)迅速布局該領(lǐng)域以搶占市場(chǎng)先機(jī)。MTK是手機(jī)芯片制造的領(lǐng)軍企業(yè)，在智能手機(jī)芯片設(shè)計(jì)及解決方案方面也相繼推出諸多方案。國(guó)內(nèi)創(chuàng)新型科技企業(yè)包括盈方微和北京君正等，也在該領(lǐng)域投入更多研發(fā)資源，相繼推出移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用處理器系列產(chǎn)品，并將其列入重點(diǎn)研發(fā)業(yè)務(wù)清單。處理器市場(chǎng)一時(shí)間涌入為數(shù)眾多的新進(jìn)入者，芯片制造領(lǐng)域Qualcomm、Apple以及TI三強(qiáng)并立格局由此被打破，市場(chǎng)品牌趨向于分散，下游廠商由此也獲得更多選擇，對(duì)于加速產(chǎn)品性能優(yōu)化及控制壓減主流產(chǎn)品售價(jià)起到尤其關(guān)鍵的作用。盡管中國(guó)企業(yè)在領(lǐng)域同樣獲得快速發(fā)展，IC設(shè)計(jì)公司提出較多有前瞻性的設(shè)計(jì)方案，但較之國(guó)際企業(yè)，從制程技術(shù)、產(chǎn)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(gòu)

獲益于電池續(xù)航技術(shù)的快速進(jìn)步，相較于傳統(tǒng)PC處理器，移動(dòng)終端應(yīng)用處理器擁有功耗低和體積小等顯著優(yōu)勢(shì)，其未來(lái)發(fā)展方向呈現(xiàn)出下述特征。一是芯片集成度持續(xù)提升，7 nm芯片產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用，集成電路設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)級(jí)芯片（Network on Chip，NoC）設(shè)計(jì)思路，且普及采用3D/系統(tǒng)級(jí)封裝（System in Package，SiP）工藝。二是產(chǎn)品功耗更低，智能手機(jī)應(yīng)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(dá)到150 mA，由此可以進(jìn)一步提升移動(dòng)智能終端的續(xù)航能力。三是適用ARM產(chǎn)品架構(gòu)，ARM在芯片IP和服務(wù)供應(yīng)中處于無(wú)可爭(zhēng)議的領(lǐng)先地位，八成以上的智能終端核心架構(gòu)使用其產(chǎn)品。比較而言，X86架構(gòu)無(wú)論在制造工藝或市占率方面，均遜色于前者。

3.2 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)大大豐富智能終端感知手段

3.2.1 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)發(fā)展達(dá)到一定水平

人機(jī)交互的最高效手段即語(yǔ)音。受行業(yè)、技術(shù)領(lǐng)域及應(yīng)用環(huán)境等因素影響，社會(huì)經(jīng)濟(jì)各部門中的語(yǔ)音技術(shù)應(yīng)用廣度和深度不盡一致。通信和金融部門最早推廣語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，其次為移動(dòng)智能終端，如手機(jī)、車載導(dǎo)航儀等，再次為家居生活電器及其他涉及社會(huì)生活的各領(lǐng)域，如數(shù)碼娛樂(lè)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(dòng)終端適用的語(yǔ)音技術(shù)擁有顯著的交互優(yōu)勢(shì)，對(duì)于增進(jìn)改善智能終端交互體驗(yàn)具備顯而易見的促進(jìn)效應(yīng)。國(guó)內(nèi)提供中文語(yǔ)音合成技術(shù)的研發(fā)機(jī)構(gòu)分為兩類，一是知名IT企業(yè)，如微軟和摩托羅拉等，二是科大訊飛為代表的專業(yè)語(yǔ)音技術(shù)廠商。

3.2.2 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)成為主流的感知手段

語(yǔ)音技術(shù)在手機(jī)、電視以及汽車等各型設(shè)備中均獲得普及應(yīng)用，智能電視配置該技術(shù)最早為2013年，用戶不依賴遙控器使用語(yǔ)音即可完成調(diào)臺(tái)。語(yǔ)音技術(shù)應(yīng)用的另一方向在于實(shí)現(xiàn)多語(yǔ)種語(yǔ)音識(shí)別與機(jī)器翻譯，由此突破不同國(guó)家和民族間存在的語(yǔ)言隔閡，借由機(jī)器實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙溝通，即便并不具備外語(yǔ)習(xí)得經(jīng)驗(yàn)也能夠自如交流，內(nèi)置翻譯器的最終技術(shù)目標(biāo)在于取代同聲傳譯。語(yǔ)音技術(shù)應(yīng)用為用戶生活提供更多便利，機(jī)器能夠精準(zhǔn)識(shí)別語(yǔ)音指令，且不受口音和語(yǔ)氣等因素干擾，準(zhǔn)確提煉關(guān)鍵詞并執(zhí)行指令。此外，每個(gè)人的聲紋都是獨(dú)一無(wú)二的，故該項(xiàng)技術(shù)在公共服務(wù)領(lǐng)域也大有可為。當(dāng)前政府主管部門已著手聲紋庫(kù)建設(shè)，未來(lái)將廣泛應(yīng)用于金融、通信、社保以及公共安全等公共服務(wù)領(lǐng)域。

3.3 NFC技術(shù)為移動(dòng)社交和支付應(yīng)用提供技術(shù)保障

3.3.1 NFC成為主流短距通信標(biāo)準(zhǔn)

近距離無(wú)線通信（Near Field Communication，NFC）可以在非接觸前提下完成電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換。NFC技術(shù)的前身為免接觸式RFID，后者的研發(fā)廠商最早時(shí)飛利浦和索尼等主要手機(jī)制造商，其用途是為移動(dòng)智能終端提供通信支持。其應(yīng)用形式表現(xiàn)為將非接觸讀卡器/卡及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)功能糅合入同一芯片中。NFC芯片是開放式接口平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，且為設(shè)備與蜂窩網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙等設(shè)備的連接提供服務(wù)支持。

3.3.2 NFC未來(lái)應(yīng)用前景看好

NFC設(shè)備主要適用于芯片數(shù)據(jù)讀取和智能終端間數(shù)據(jù)鏈路搭建等，NFC芯片能夠兼容移動(dòng)支付、貨幣交易、網(wǎng)內(nèi)通信以及互聯(lián)網(wǎng)信息訪問(wèn)等類App應(yīng)用。通過(guò)使用NFC手機(jī)，用戶可以突破時(shí)空限制，與擁有同樣功能的終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)現(xiàn)金支付的即時(shí)交易。當(dāng)前，NFC手機(jī)在第三方應(yīng)用支付、定位導(dǎo)航以及社交等領(lǐng)域發(fā)揮有愈發(fā)重要的作用。

4 結(jié) 論

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域中的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，因其性能優(yōu)勢(shì)獲得資本青睞。其產(chǎn)業(yè)發(fā)展在基礎(chǔ)性能、感知及應(yīng)用能力等領(lǐng)域持續(xù)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)創(chuàng)新，有助于互聯(lián)網(wǎng)科研工作者及業(yè)界人士精準(zhǔn)把握市場(chǎng)脈動(dòng)，要求其前瞻性地判別產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，精準(zhǔn)布局，才可以始終保持快人一步的技術(shù)領(lǐng)先地位。