手機vs筆記本電腦無線電技術(shù)如何選擇

手機vs筆記本電腦，無線電技術(shù)如何選擇？您是否曾經(jīng)疑惑為什么手機能支持LTE、Wi-Fi和藍牙無線通信技術(shù)，而平板電腦和電腦中通常只能支持Wi-Fi和藍牙？進一步講，為什么您會知道Wi-Fi、藍牙和LTE這些名稱呢？當無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)和標準仍在繼續(xù)發(fā)展的同時，新的標準和專有技術(shù)（如Zigbee）也開始引起人們的注意。我們?nèi)绾螀^(qū)分噪聲和真正重要的信息？下圖展示了在日常生活中發(fā)揮作用的各種無線技術(shù)，讓CeesLinks帶著我們從全局出發(fā)，一起了解無線通信標準的發(fā)展史吧。無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)技術(shù)先行，三大因素相互制約無線電技術(shù)目前，覆蓋范圍、數(shù)據(jù)速率和功率這三個因素比無線電技術(shù)更重要，而且我們在日常生活中也都遇到過，例如如下的場景：當我們的手機連接至基站時，筆記本電腦連接至家中路由器時，藍牙耳機連接至手機時，必須要在設備的“覆蓋范圍之內(nèi)”。我們還非常熟悉數(shù)據(jù)速率，尤其是在我們觀看視頻或聽音樂的時候。迄今為止，Wi-Fi在數(shù)據(jù)速率領(lǐng)域一直占據(jù)優(yōu)勢，但現(xiàn)在我們已經(jīng)能夠利用LTE和5G實現(xiàn)類似的數(shù)據(jù)速率，雖然價格可能會很高。最后，盡管我們已經(jīng)習慣定期對手機和筆記本電腦進行充電，但在那些令人煩心的時刻，即當我們準備使用耳機或智能腕帶等小型設備，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們沒電的那一刻，我們才會記起功耗的重要性。這三個因素以一種有趣的方式組合在一起，如果嘗試改進其中一個因素，另外兩個因素就必須讓路。當然，隨著時間的推移這三者已經(jīng)實現(xiàn)了整體改進，但是相互之間的關(guān)系仍未發(fā)生改變。例如，如果您想要提高數(shù)據(jù)速率，那么您必須縮小覆蓋范圍或提高輸出功率。目前速度（數(shù)據(jù)速率）更高的Wi-Fi卻擁有比過去更小的覆蓋范圍，而且通常都需要使用中繼器——這是分布式Wi-Fi或網(wǎng)格Wi-Fi發(fā)展的推動因素之一。這種關(guān)系同樣適用于Zigbee（“低功耗Wi-Fi”），實質(zhì)上，Zigbee的覆蓋范圍和Wi-Fi一樣，數(shù)據(jù)速率也較低，但其功耗卻明顯更低，因此可實現(xiàn)非常長的電池續(xù)航時間。這種平衡局面中還存在第四種因素，而且我們在日常生活中可能很少意識到這點，這個因素就是頻率。更高的頻率會縮小覆蓋范圍，或要求更高功率來實現(xiàn)相同的覆蓋范圍。但是更高頻率具有更多帶寬的優(yōu)勢，因此可實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率。這說明了為什么提高數(shù)據(jù)速率往往需要提高頻率。Wi-Fi的最新版本都是在60GHz頻段中實現(xiàn)的，目標是實現(xiàn)高達100Gb/s的數(shù)據(jù)速率(.11ay)。對于無線電技術(shù)我們有很多內(nèi)容可以說，但在很大程度上，以上因素就是在手機中采用三種無線電的原因。·LTE用于實現(xiàn)覆蓋范圍，以連接至離您小區(qū)最近的基站；·Wi-Fi用于實現(xiàn)家中或辦公室中的連接性能；·藍牙則用于實現(xiàn)短程連接至您隨身攜帶的小型設備，如手機耳機或智能腕帶。那么，為什么筆記本電腦和平板電腦通常只采用兩種無線電呢？雖然存在一個合乎邏輯的答案，但我們還必須了解一點歷史知識。三種無線電技術(shù)的發(fā)展歷史在相對較短的時間里，我們已經(jīng)了解了三種新技術(shù)的發(fā)展和趨同：手機：通過低速數(shù)據(jù)通信的方式遠程連接我們。無線電/電視：通過有線或衛(wèi)星運營商采用單向高速數(shù)據(jù)通信的方式進行音頻/視頻廣播。電腦：包括將所有事物聯(lián)系在一起的雙向高速網(wǎng)絡。所有的通信最初都是通過有線電纜（銅或光纖）實現(xiàn)，但是隨著無線便利性的體現(xiàn)，無線通信開始流行起來。隨著技術(shù)的進步，手機、電視、筆記本和平板電腦之間的差異開始慢慢消失。在某種程度上，它們都逐漸成為“聯(lián)網(wǎng)電腦”，但是仍擁有各自的無線通信標準歷史，因為它們都各自經(jīng)歷了從有線到無線技術(shù)的過渡。手機和電腦的發(fā)展更具動態(tài)性，但是由于電視基本上是靜態(tài)（非移動）設備，有線/衛(wèi)星行業(yè)大部分時間都停留在自己的有線世界之中。隨著手機變得更類似于電腦（即智能手機），以及電腦開始支持各種類似于視頻和手機的通信能力，過去和目前發(fā)展的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有時候會存在矛盾，這點并不奇怪。3GPP&IEEE802.11，不同的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標準3GPP是當今的無線手機通信標準化機構(gòu)，而IEEE802.11則是無線電腦數(shù)據(jù)通信的標準化機構(gòu)。3GPP主要由手機運營商及其政府贊助部門組成，因為運營商最初都是政府機構(gòu)（在一些國家，運營商目前仍是政府機構(gòu)）。IEEE802.11則在計算機行業(yè)根深蒂固，除了學術(shù)界和監(jiān)管機構(gòu)，IEEE802.11還擁有大批工程師會員，他們大部分由其雇主公司贊助。IEEE802.11和3GPP還具有另一個根本性區(qū)別：政府贊助的3GPP采用許可頻譜——可在一定時間內(nèi)獲得，用于提供通信服務。作為頻譜許可方，政府負責確保頻譜只能由被許可人使用；但IEEE802.11卻并非如此，該標準化機構(gòu)根據(jù)一組權(quán)限有限的規(guī)則制定了“無牌”頻帶（由政府撥出用于“免費使用”的頻段）領(lǐng)域適用的標準，這樣實際應用的干擾范圍停留在局部。這些頻段被稱為ISM（工業(yè)、科學及醫(yī)學）頻段，并可在2、5和60GHz頻段范圍內(nèi)找到。贊助其工程師制定IEEE802.11標準的公司需要強制遵守IEEE802.11標準定義。（IEEE802.11本身并不對合規(guī)性進行監(jiān)管。）所以，這些感興趣的公司成立了一個Wi-Fi聯(lián)盟，以便在Wi-Fi品牌下強制執(zhí)行和推廣IEEE802.11標準——毫不夸張的說，Wi-Fi品牌是當今最有價值的品牌之一。另一方面，3GPP從未真正地致力于實施一個針對消費者的具有凝聚力的品牌戰(zhàn)略。3GPP這樣做是有道理的，因為它是運營商組成的利益集團，通常對市場具有一定的掌控力，它們從不需要像Wi-Fi和藍牙那樣去贏得消費者的支持。所以，它們無需擔憂品牌一致性問題，只需將一整套不斷完善的標準從GSM/GPRS遷移至3G、Edge、4G、LTE以及現(xiàn)在的5G，而這種遷移可能涉及一系列新的實施。Wi-Fi的競爭與成功20世紀90年代出現(xiàn)Wi-Fi時，“3GPP領(lǐng)域”普遍都在問：為什么需要Wi-Fi？那時，3G標準化進展順利并承諾實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率，而連接至或集成至筆記本電腦的3G調(diào)制解調(diào)器可提供無所不在的連接。那么，為什么要使用Wi-Fi呢？人們普遍認為，“無牌技術(shù)”遲早會消失，因為在無牌頻帶中，缺乏監(jiān)管會導致性能呈螺旋形迅速下降。當然，如今我們都知道結(jié)果截然不同。Wi-Fi已經(jīng)找到了一種方法使其能夠在無牌ISM頻段中適當運行，并滿足室內(nèi)、家中或建筑中的無線連接需求，而3G卻不具備良好的穿透性能。通過從2.4GHz頻段發(fā)展到5GHz頻段，Wi-Fi可迅速提高其數(shù)據(jù)速率，并擴展其能力。此外，通過發(fā)展至60GHz頻段，其數(shù)據(jù)速率和能力預計將進一步提高。増程器技術(shù)以及最近的分布式Wi-Fi（“Wi-Fi網(wǎng)格”）理念亦為Wi-Fi迄今為止取得的成功提供了支持。Wi-Fi之所以能夠成功，其中一個很重要的原因就是通過3G實現(xiàn)的數(shù)據(jù)通信要求手機運營商訂閱付費服務，并需要一個初期成本非常高的數(shù)據(jù)計劃，更不必說漫游費用。相比之下，Wi-Fi是免費的——或至少通過固定電話、ISDN和之后的ADSL實現(xiàn)的Wi-Fi技術(shù)增量成本比較有限。所以現(xiàn)在出現(xiàn)了有線運營商與無線運營商直接競爭的局面，最終推動Wi-Fi獲得了全球認可。由于擔心如果“過度使用”3G技術(shù)進行數(shù)據(jù)通信會導致語音服務崩潰，無線運營商最初不鼓勵使用3G技術(shù)（因而鼓勵使用Wi-Fi），從而為Wi-Fi的推廣做出了貢獻。盡管3G實際上被設計用于語音通信，但通過將3G營銷為具有數(shù)據(jù)元素，3G支持者在這方面并