移动互联网技术创新方向分析

夏立强

（中国信息通信研究院 技术与标准研究所，北京 100191）

1 移动互联网发展现状

移动通信技术的快速发展使得5G通信时代加速到来，2G时代的电路交换技术已然被彻底淘汰。在3G时代时，移动通信网络已完成分组交换，海量WiFi热点的敷设赋予移动网络以超出想象的通信能力，相较于PC终端链接互联网的速度也毫不逊色，由此也为移动终端应用的海量研发上线奠定坚实基础[1-3]。移动互联网技术是在Internet上提供移动功能的网络层方案，它可以使移动节点用一个永久的地址与互联网中的任何主机通信，并且在切换子网时不中断正在进行的通信，达到的效果如图1所示。

图1 移动互联网的目标

在移动IPv6中引入扩展协议后，移动互联网可以提供对单一终端和子网的移动性支持，并且在移动过程中支持终端和子网的快速切换与层次移动性管理。其架构如图2所示。

2 移动智能终端的技术创新方向

2.1 基础能力

移动智能终端兼具计算和存储等基础功能，且性能指标持续提升。应用处理器实现八核搭载，单核主频有望突破2 GHz，制程技术为7 nm，存储容量为256 G，基本等同于SSD固态硬盘等存储设备，存储空间较传统设备实现倍增目标。AMOLED显示屏材质拥有快速响应和高分辨率等特性，能耗偏低，且柔性屏与电纸书等材质即将投产应用，将使用户获得愈发丰富的视觉体验。锂聚合物电池容量大幅攀升，由800 mAh增至4 000 mAh，续航能力是传统机型的5倍，但由于电池体积及便携性等问题，锂聚合物电池技术仍处于瓶颈期，小型化电池技术有待深度研发[4-7]。

2.2 感知能力

佛教经典将人之六觉定义为“眼耳鼻舌身意”，智能终端的人机交互同样具备六觉特性。其中，“眼”即屏幕显示功能，此领域的技术巅峰产品包括谷歌眼镜等，可以预期的是，未来的技术应用中，“眼”不单单具备显示成像等功能，还可以控制发送动作指令。“耳”即听觉，随着高保真和智能降噪等设备技术的改进应用，用户可以享受其独有的“天籁空间”。“鼻”的研究领域尚未取得突破性进展，有待于AR、VR以及仿生学技术成果的深度挖掘与转化，已有的应用包括有日本发明的“气味手机”，其中内置有若干型号气味气体罐式配件，可以完成仿真/模拟气味的释放。“舌”即语言，“Siri”等语音识别机器人的应用为人机交互范畴拓宽奠定基础，也获得青少年的喜爱，且垂直应用领域中的应用前景持续看好。“身”即触觉，以人体自觉感知为主，其交互功能主要依托AR和VR技术应用而实现，可以为用户提供“天涯咫尺”的交互体验。同时依托健康监测传感器的应用，移动智能终端可以精准测量人体的血压和酸碱度等体征指标，透析掌握“身”的状态，与用户中的距离将由可视距离压减为零距离或负距离（如埋入式传感器），且可以实现24 h全天候监测。“意”的釆集也成为可能，其中智能头盔的应用可以完成脑部意识的采集和辨别，并对鼠标发送运动指令，随着传感器小型化技术的进步，采用贴片即可提取用户的思维意识[8-10]。

2.3 应用能力

应用发布方式创新取得诸多成果，涉及到社交、文娱以及网购等领域，多发布于各类App应用商店。移动互联网由萌芽期向发展期的转化，程序应用分布也呈现出散点式向平台化供给的演进，用户注册登录的诸多应用平台为其提供有系统性的和多样化的选择。

3 移动互联网重点技术创新方向

3.1 芯片快速发展促进终端性能提升

3.1.1 芯片技术升级迭代

移动智能终端制造领域，中国产能首屈一指，全球半数以上手机由中国企业代工生产。基于成本控制需求，Apple和三星等企业多数选择于中国投资建厂，或以来料加工等形式委托在华企业生产电子设备，中国电子产业发展迎来井喷期。受益于庞大终端产量的逐年增长，国内应用处理器市场规模也迎来新的发展机遇。

3.1.2 本土企业和研发机构崭露头角

应用处理器市场迎来新的发展机遇期，AMD等知名跨国IT企业迅速布局该领域以抢占市场先机。MTK是手机芯片制造的领军企业，在智能手机芯片设计及解决方案方面也相继推出诸多方案。国内创新型科技企业包括盈方微和北京君正等，也在该领域投入更多研发资源，相继推出移动互联网终端应用处理器系列产品，并将其列入重点研发业务清单。处理器市场一时间涌入为数众多的新进入者，芯片制造领域Qualcomm、Apple以及TI三强并立格局由此被打破，市场品牌趋向于分散，下游厂商由此也获得更多选择，对于加速产品性能优化及控制压减主流产品售价起到尤其关键的作用。尽管中国企业在领域同样获得快速发展，IC设计公司提出较多有前瞻性的设计方案，但较之国际企业，从制程技术、产品性能或市占率而言，依旧有明显差距。

3.1.3 高集成度、低功耗和ARM架构

获益于电池续航技术的快速进步，相较于传统PC处理器，移动终端应用处理器拥有功耗低和体积小等显著优势，其未来发展方向呈现出下述特征。一是芯片集成度持续提升，7 nm芯片产品研发应用，集成电路设计广泛应用网络级芯片（Network on Chip，NoC）设计思路，且普及采用3D/系统级封装（System in Package，SiP）工艺。二是产品功耗更低，智能手机应用的最新单芯片解决方案可以减少功耗超40%，尤其是涉及到多媒体影音播放，功耗降幅达到150 mA，由此可以进一步提升移动智能终端的续航能力。三是适用ARM产品架构，ARM在芯片IP和服务供应中处于无可争议的领先地位，八成以上的智能终端核心架构使用其产品。比较而言，X86架构无论在制造工艺或市占率方面，均逊色于前者。

3.2 语音识别技术大大丰富智能终端感知手段

3.2.1 语音识别技术发展达到一定水平

人机交互的最高效手段即语音。受行业、技术领域及应用环境等因素影响，社会经济各部门中的语音技术应用广度和深度不尽一致。通信和金融部门最早推广语音识别技术，其次为移动智能终端，如手机、车载导航仪等，再次为家居生活电器及其他涉及社会生活的各领域，如数码娱乐终端（平板电脑等）、智能家电以及在线教育等。由于输入手段的客观限制，移动终端适用的语音技术拥有显著的交互优势，对于增进改善智能终端交互体验具备显而易见的促进效应。国内提供中文语音合成技术的研发机构分为两类，一是知名IT企业，如微软和摩托罗拉等，二是科大讯飞为代表的专业语音技术厂商。

3.2.2 语音识别技术成为主流的感知手段

语音技术在手机、电视以及汽车等各型设备中均获得普及应用，智能电视配置该技术最早为2013年，用户不依赖遥控器使用语音即可完成调台。语音技术应用的另一方向在于实现多语种语音识别与机器翻译，由此突破不同国家和民族间存在的语言隔阂，借由机器实现无障碍沟通，即便并不具备外语习得经验也能够自如交流，内置翻译器的最终技术目标在于取代同声传译。语音技术应用为用户生活提供更多便利，机器能够精准识别语音指令，且不受口音和语气等因素干扰，准确提炼关键词并执行指令。此外，每个人的声纹都是独一无二的，故该项技术在公共服务领域也大有可为。当前政府主管部门已着手声纹库建设，未来将广泛应用于金融、通信、社保以及公共安全等公共服务领域。

3.3 NFC技术为移动社交和支付应用提供技术保障

3.3.1 NFC成为主流短距通信标准

近距离无线通信（Near Field Communication，NFC）可以在非接触前提下完成电子设备间的数据交换。NFC技术的前身为免接触式RFID，后者的研发厂商最早时飞利浦和索尼等主要手机制造商，其用途是为移动智能终端提供通信支持。其应用形式表现为将非接触读卡器/卡及点对点功能糅合入同一芯片中。NFC芯片是开放式接口平台，能够实现无线网络设置，且为设备与蜂窝网络和蓝牙等设备的连接提供服务支持。

3.3.2 NFC未来应用前景看好

NFC设备主要适用于芯片数据读取和智能终端间数据链路搭建等，NFC芯片能够兼容移动支付、货币交易、网内通信以及互联网信息访问等类App应用。通过使用NFC手机，用户可以突破时空限制，与拥有同样功能的终端设备实现无现金支付的即时交易。当前，NFC手机在第三方应用支付、定位导航以及社交等领域发挥有愈发重要的作用。

4 结 论

移动互联网是产业发展领域中的朝阳产业，因其性能优势获得资本青睐。其产业发展在基础性能、感知及应用能力等领域持续实现的技术创新，有助于互联网科研工作者及业界人士精准把握市场脉动，要求其前瞻性地判别产业发展动态，精准布局，才可以始终保持快人一步的技术领先地位。