智能手機(jī)的無線通信方式探析

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【摘要】智能手機(jī)已經(jīng)與生活方方面面息息相關(guān)，其每個(gè)功能的開發(fā)都會(huì)給生活帶來巨大的變化。本文主要結(jié)合對(duì)智能手機(jī)的認(rèn)識(shí)，針對(duì)智能手機(jī)的無線通信方式進(jìn)行深入闡述，從節(jié)約成本與降低功耗等角度思考并提出無線通信模塊的“多合一”設(shè)計(jì)思想，以此為智能手機(jī)的集成化發(fā)展與升級(jí)提供思路。

【關(guān)鍵詞】智能手機(jī)無線通訊無線數(shù)據(jù)傳輸

一、引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們生活必不可少的工具之一，從網(wǎng)絡(luò)的通信方式來看，可分為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)。從目前各種網(wǎng)絡(luò)終端技術(shù)來看，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸已經(jīng)占據(jù)重要的地位，作為網(wǎng)絡(luò)終端的典型，智能手機(jī)近些年得到了廣泛的應(yīng)用，智能手機(jī)的通信方式與通信速率一直是用戶的熱點(diǎn)關(guān)注問題之一。一般智能手機(jī)的通信方式主要以常規(guī)傳輸、網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、紅外線、NFC等典型無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，當(dāng)前這些無線通信技術(shù)在不同應(yīng)用場(chǎng)景均有特定的用途。本文主要結(jié)合對(duì)智能手機(jī)功能的理解，從其主要通信方式角度進(jìn)行闡述，分析各種通信方式的特點(diǎn)與用途，并提出今后智能手機(jī)無線通信方式的技術(shù)合成可能性，以此拓展對(duì)計(jì)算機(jī)與電子信息相關(guān)專業(yè)的認(rèn)知。

二、智能手機(jī)功能

眾所周知，智能手機(jī)在日常生活中已經(jīng)扮演重要角色，除了常規(guī)的電話聯(lián)絡(luò)與短消息交流之外，另外可以通過智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)娛樂、支付打車、定位導(dǎo)航、數(shù)據(jù)傳輸、家電控制等其他的互聯(lián)互通功能，主要體現(xiàn)在以下幾方面。1、通話與短信功能。作為手機(jī)的基本功能，其主要用于實(shí)現(xiàn)與其他手機(jī)的遠(yuǎn)距離通信交流。2、交際與娛樂功能。主要是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸可以與其他用戶進(jìn)行通信交流，同時(shí)也可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)辦公、電子商務(wù)、新聞瀏覽及游戲等。3、定位與導(dǎo)航功能。通過手機(jī)的GPS傳輸系統(tǒng)使用戶可以精準(zhǔn)定位并對(duì)目的地進(jìn)行導(dǎo)航。4、近距離數(shù)據(jù)傳輸。通過手機(jī)的藍(lán)牙功能，與其他設(shè)備配對(duì)連接，實(shí)現(xiàn)近距離的數(shù)據(jù)傳輸與共享。5、智能家電的控制。通過手機(jī)的紅外遙感功能控制家用電器如電視、空調(diào)、吊燈等。6、短距離互聯(lián)互通。通過NFC功能近距離交易，可用于財(cái)務(wù)信息、私人信息等重要信息安全保密的互聯(lián)互通。

三、智能手機(jī)的通信方式

從第2部分可知，從目前智能手機(jī)結(jié)構(gòu)上來看，手機(jī)上具有如常規(guī)傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸、藍(lán)牙、紅外線、NFC等典型的無線傳輸技術(shù)。1、智能手機(jī)中的常規(guī)傳輸。截止目前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從1G逐步升級(jí)到現(xiàn)在主流的4G,5G也即將開始投入市場(chǎng)使用。其中4G是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻且傳輸質(zhì)量與高清電視不相上下的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能實(shí)現(xiàn)100Mbps的下載速度，上傳速度也能達(dá)到20Mbps。而5G主要具有低時(shí)延、高可靠、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，它是將多種技術(shù)結(jié)合，包括2G、3G、LTE、Wi-Fi、M2M等等，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)初衷是支持多種不同的應(yīng)用，比如物聯(lián)網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備等。手機(jī)的常規(guī)通話、短信以及通過GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)都是通過這種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，可見，這種常規(guī)的數(shù)據(jù)傳輸是手機(jī)最基本的通信方式。2、智能手機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)傳輸。除了3.1所提的傳統(tǒng)GPRS通信方式能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸，智能手機(jī)主要通過連接Wi-Fi來實(shí)現(xiàn)高速度的數(shù)據(jù)傳輸，這種網(wǎng)絡(luò)傳輸不受時(shí)間地點(diǎn)的限制，只要有Wi-Fi即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，符合個(gè)人和社會(huì)信息化的需求，給人們的日常生活帶來極大的便利，通過連有Wi-Fi的手機(jī)可以免費(fèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，比如可以通過手機(jī)看視頻。3、智能手機(jī)中的藍(lán)牙傳輸。藍(lán)牙是一種短距離的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，藍(lán)牙與Wi-Fi技術(shù)本質(zhì)都是無線電波，但藍(lán)牙的傳輸距離和傳輸量無法與Wi-Fi相比，但藍(lán)牙傳輸只需要兩個(gè)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)傳輸，而Wi-Fi需要設(shè)備之間有無線路由器。手機(jī)中的藍(lán)牙除了用于手機(jī)與手機(jī)之間的短距離數(shù)據(jù)通信，還可以用于手機(jī)與其他功能性設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸，比如典型的有與藍(lán)牙耳機(jī)與藍(lán)牙音響的連接，與筆記本電腦的藍(lán)牙連接，還有手機(jī)與汽車實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙連接便于駕駛時(shí)實(shí)現(xiàn)電話接聽，來提高行駛安全，可見藍(lán)牙在手機(jī)中的應(yīng)用功能是非常豐富且必須的。4、智能手機(jī)中的紅外線傳輸。紅外線傳輸跟藍(lán)牙傳輸都屬于手機(jī)通信無線傳輸方式，但主要區(qū)別在于無線調(diào)制的頻帶不同，紅外線通信主要利用光的特性實(shí)現(xiàn)近距離且不可穿透的數(shù)據(jù)傳輸，雖然現(xiàn)在使用紅外線傳輸數(shù)據(jù)越來越少，但是在一些智能手機(jī)中仍有使用。智能手機(jī)中使用紅外線傳輸主要是低速紅外線，比如手機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定電視與空調(diào)的遙控功能，給日常家居生活帶來一定便利。5、智能手機(jī)中的NFC傳輸。NFC和藍(lán)牙都是短程無線通信技術(shù)，且都被集成到手機(jī)中。但NFC不需要復(fù)雜的設(shè)置程序，可以簡(jiǎn)化傳統(tǒng)的藍(lán)牙連接。它由非接觸式無線射頻識(shí)別互聯(lián)互通技術(shù)在獨(dú)立芯片中應(yīng)用，并與感應(yīng)式讀卡器相結(jié)合，進(jìn)行短距離的數(shù)據(jù)交換及設(shè)備識(shí)別。其傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)在于連接建立時(shí)間短，缺點(diǎn)在于通常需要設(shè)備背靠背才能實(shí)現(xiàn)傳輸。NFC無線傳輸技術(shù)在智能手機(jī)中的應(yīng)用主要有接觸支付，也就是實(shí)現(xiàn)非接觸式的移動(dòng)支付，如將手機(jī)靠近帶有NFC模塊的POS機(jī)即可完成支付；還有類似接觸連接、接觸通過、接觸瀏覽與接觸下載等功能，目前主要在蘋果手機(jī)上具有廣泛的使用。

四、智能手機(jī)無線通信方式問題分析

4.1智能手機(jī)當(dāng)前無線通信方式存在的問題

從3可知，目前智能手機(jī)集成了多種無線通信方式，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動(dòng)互聯(lián)的發(fā)展需要，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的復(fù)雜度進(jìn)一步提高，與此同時(shí)，又由于當(dāng)前智能手機(jī)所集成的如藍(lán)牙傳輸技術(shù)與紅外線傳輸技術(shù)應(yīng)用越來越少，導(dǎo)致其占用大量的有限空間資源和硬件資源，限制了智能手機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展。其關(guān)鍵問題是當(dāng)前的多種無線通信方式在軟件與硬件上都是相互獨(dú)立配置，這不僅增加了系統(tǒng)復(fù)雜度，對(duì)系統(tǒng)可靠性也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，制造成本相對(duì)較高，系統(tǒng)功耗較多，不利于智能手機(jī)的電池續(xù)航。

4.2智能手機(jī)“多合一”無線通信優(yōu)勢(shì)

綜合上述存在的問題，結(jié)合現(xiàn)有信息集成技術(shù)基礎(chǔ)，可以設(shè)想開發(fā)一種“多合一”的綜合無線手機(jī)通信芯片，如將Wi-Fi、藍(lán)牙、紅外、NFC這些附加的無線通信方式于一體，實(shí)現(xiàn)硬件融合，通過軟件算法來實(shí)現(xiàn)不同無線通信技術(shù)，就如同目前5G兼容4G，北斗兼容GPS一樣，實(shí)現(xiàn)“多合一”的無線通信功能。一旦這些功能集成于一塊芯片上，實(shí)現(xiàn)了所設(shè)想的“多合一”無線通信功能，最直接的就是使得硬件成本降低，內(nèi)部空間可以進(jìn)一步壓縮，且在一定程度上可以降低功耗，提升手機(jī)電池的續(xù)航能力，為智能手機(jī)的升級(jí)提供技術(shù)基礎(chǔ)。

結(jié)論：

智能手機(jī)作為典型的移動(dòng)終端產(chǎn)品，已經(jīng)得到了最為廣泛的應(yīng)用，其技術(shù)的發(fā)展往往會(huì)推動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級(jí)換代。無線通信方式作為其關(guān)鍵技術(shù)問題已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展應(yīng)用，如本文所講的常規(guī)蜂窩無線通信技術(shù)提供的語音與短信業(yè)務(wù)、Wi-Fi連接提供的高速網(wǎng)絡(luò)傳輸，以及藍(lán)牙、紅外與NFC提供的一些特定無線傳輸功能，多種通信功能獨(dú)立配置所帶來的問題也越發(fā)凸顯。本文通過設(shè)想實(shí)現(xiàn)“多合一”智能手機(jī)無線通信功能，來節(jié)約硬件資源，降低制造成本，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。相信隨著信息技術(shù)的發(fā)展，本文所提的“多合一”無線通信技術(shù)一定可以得到實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用，這不僅能促進(jìn)智能手機(jī)的發(fā)展與升級(jí)，而且也會(huì)帶動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的革命性變化，為今后人類步入智能移動(dòng)時(shí)代提供新動(dòng)力。

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作者：范嬴姜 單位：陜西省西安市西北工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué)