《这些有趣的手机,你知道吗?聊聊手机通讯的发展史》是一个大长篇,涉及近代无线通讯的起源以及一些当时网络下的特色手机产品。正文字数将近2万字,同时里面包含大量的图片和资料,多使用网页搜索。为了防止混乱,我按照时间,以及网络制式发展的顺序,将全文分为6个部分:
〇、无线通讯手机诞生以前的年代(19世纪末到1980s)
一、20世纪80年代(1980s):第一代手机网络,模拟信号。
二、20世纪90年代(1990s):第二代网络技术,GSM/CDMA等
三、21世纪00年代(2000~2010):第三代代网络技术,WCDMA/CDMA2000/TD-CDMA等
四、21世纪10年初(2008年~至今):4G网络年代,TD-LTE和FDD-LTE
五、21世纪10年末(2019年~现今):5G网络年代
在《这些有趣的手机,你知道吗?聊聊手机通讯的发展史(上)》中,我们已经谈及了:
〇、无线通讯手机诞生以前的年代(19世纪末到1980s)
一、20世纪80年代(1980s):第一代手机网络,模拟信号。
二、20世纪90年代(1990s):第二代网络技术,GSM/CDMA等
前三个部分,本文解决后面 三~五三个部分,下面是正文内容:
第三代代网络技术
3G是第三代移动通信技术,是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百kbps以上。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,3G的四种标准和频段:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAX,1880MHz-1900MHz和2010MHz-2025MHz。
特征
3G最基本的特征是智能信号处理技术,智能信号处理单元将成为基本功能模块,支持话音和多媒体数据通信。它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务,例如手机上直接浏览电脑网页,收发邮件,视频通话,视频,观看直播,人类正式进入移动多媒体时代。
速率:3G系统最初的目标是在静止环境、中低速移动环境、高速移动环境分别支持2Mbit/s、384kbit/s、144kbit/s的数据传输。其设计目标是旨在提供比2G更大的系统容量、更优良的通信质量,并使系统能提供更丰富多彩的业务。3G下行速度峰值理论可达3.6Mbit/s(一说2.8Mbit/s),上行速度峰值也可达384kbit/s。不可能像网上说的每秒2G,当然,下载一部电影也不可能瞬间完成。
历史
3G网络的技术基础,跳频扩频(FHSS)技术,最早可以追溯至1942 年 8 月,由好莱坞女演员 Hedy Lamarr 和钢琴家 George Antheil 在 申请的专利(专利号:2.292.387,详情见:孱弱的蓝牙即将咸鱼翻身?聊聊蓝牙发展史)。
1985年,美国“高通”公司利用美国军方解禁的“展布频谱技术”开发出一个被名为“CDMA”的新技术,CDMA技术直接导致了3G的诞生。CDMA就是3G的根本基础原理,而展布频谱技术就是CDMA的基础。
第三代移动通信系统的概念最早于1985年由国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)提出,是首个以“全球标准”为目标的移动通信系统。
在1992年的世界无线电大会上,为3G分配了2GHz附近约230MHz的频带。考虑到该系统的工作频段在2000MHz,最高业务速率为2000kbit/s,而且将在2000年左右商用,于是ITU在1996年正式命名为IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)。欧洲电信标准协会(ETSI)称其为通用移动通信系统(UMTS,Universal Mobile Telecommunication System)。
1999年3月,芬兰第一个发放3G牌照,但不是第1个投入服务。
2000年5月,国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准,中国提交的TD-SCDMA正式成为国际标准,与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之一。
2001年4月16日,第一个3G电话经由英国的沃达丰网络拨出。
2001年5月,日本最大的移动电话营运公司NTT DoCoMo于开始推出了世界上第一个3G移动电话服务(东京地区,使用人数 5000人 )。同年10月,FOMA全面商用,日本的3G正式亮相。
2003年,美国最大的无线运营商Verizon无线开始提供基于cdma20001xEV-DO技术的高速3G数据服务。
在中国的三大3G标准:
TD-SCDMA 移动3G:分配的频率是1880MHz-1920MHz(上行)/2010MHz-2025MHz(下行),带宽:1.6MHz,码片速率:1.28Mcps。
CDMA2000 电信3G:分配的频率是1920~1935MHz(上行)/2110~2125MHz(下行),带宽:1.23MHz,码片速率:1.2288Mcps。
WCDMA 联通3G:分配的频率是1940MHz-1955MHz(上行)/2130MHz-2145MHz(下行)。带宽5MHz,码片速率:3.8Mcps。
注:
WCDMA和cdma2000属于频分双工方式(FDD,Frequency Division Duplex)而TD-SCDMA属于时分双工方式(TDD,Time Division Duplex)。WCDMA和cdma2000是上下行独享相应的带宽,上下行之间需要频率间隔以避免干扰;TD-SCDMA是上下行采用同一频谱,上下行之间需要时间间隔以避免干扰。
【2、硬件】
2001年全球首款3G手机:松下 FOMA P2101V,零售价 6万日元(合501美元)
它采用翻盖设计,有 2.2英寸176 x 220分辨率TFT彩色显示屏,26万色,相机像素只有 11万;内置 690 mAh电池,待机55小时,持续通话100分钟或图像传输70分钟。作为首款3G手机,下载 384比特/每秒,上载 64比特/每秒,可进行电视会议,上网,收发电子邮件和简讯息。该手机没有天线
2004年2月,国产首款3G网络手机:华为(型号不知,只有外形和部分参数)
该手机具有六万五千色彩色屏幕,160*128的显示像素,机身体积基于欧洲WCDMA标准,双模制式,也可以在GSM网中使用,具备GPRS、短消息、40和弦、JAVA、WAP浏览器等GSM网手机常见的功能,也具备分组数据下行384kbps、上行64kbps的高速数据传输和支持MPEG4视频解码、MP3音频文件回放等3G手机特有的多媒体功能。续航方面,华为3G手机拥有150小时的待机时间和150分钟的通话时间。
【3、有意思的3G网络手机产品】
2003年2月,国内上市的内置双摄像头手机,索尼爱立信 Z1010
实际上,2002年,在日本已经有很多内外双摄像头手机了。不过此时国内还没有。
2005年,首款双屏设计的PPC 智能手机:摩托罗拉 MPx
摩托罗拉 MPx是首款采用了双屏设计的PPC Phone手机(操作系统:Windows Mobile 2003),其主屏采用了2.8英寸的65536色TFT触控屏,PPC标准的240 ×320分辨率;外屏为65536色的STN屏幕,96×64像素。双立轴翻盖方式的主要特点。中央处理器是 OMAP 733 200MHz,内存容量 32MB;64MB Flash Rom。内置一个120万像素相机。
2005年,世界首款内置有3D图形加速芯片手机:LG KV3600(仅韩国市场独家销售)
LG游戏手机KV3600采用了侧翻盖和双屏幕设计。翻盖前外观比较正常,但翻盖后就变成了一台游戏机。硬件方面,KV3600采用了ATI w2320图形加速芯片,3D游戏运行能力是当时最强。而且该机还有加速度传感器,用户可以在玩某些游戏时通过倾斜手机来控制游戏内物体。只是网络支持制式差一些,仅仅支持CDMA网络。
2005年,全球首款采用500万像素相机的拍照手机:三星SCH-M509
2005年,全球首款采用700万像素相机的拍照手机:三星 SCH-M709
2005年,全球首款采用800万像素相机的拍照手机:三星 SPH-V8200
2006年9月,首款蔡司认证手机:诺基亚N90上市,200万像素自动对焦镜头。
诺基亚N90是一款Symbian S60操作系统的3G手机,其机身既采用前辈6260那种“翻盖+旋影”设计,又有2650可爱的日本和服式“伊达”独立相机。该镜头为卡尔·蔡司Tessar系列,光圈2.9,焦距5.5。摄头的旁边还有一个亮度很高的闪光灯,它的使用方法一共有关闭、开启、自动和防红眼四种。独特造型可能是“前无古人,(更可能是)后无来者”。
2006年,首款千万像素手机:三星 SCH-B600,1000万像素相机
三星 SCH-B600 是一款 3G网络手机,支持CDMA 2000/1x ev-do,采用2.0英寸 1600万色,TFT彩屏,分辨率为240×320像素。
2006年,首款氙气闪光灯手机:索尼爱立信K790
2007年,首款安卓手机 HTC EXCA 300,又名Google Sonner。
HTC EXCA 300外观看起来有些像HTC的 CHACHA,都是全尺寸QWERTY键盘设计。不过前者要比后者诞生时间早得多,2007年谷歌就联合HTC合作开发了HTC EXCA 300这款原型机,不过最后因为苹果iPhone的影响,没有推向市场。硬件方面,HTC EXCA 300实际和HTC C720W差不多:TI OMAP 850 201 MHz处理器;2.5寸,240*320的QVGA屏幕;ROM=128MB,RAM=64MB,支持TF卡扩展;200万像素相机;支持WIFI USB接口。
HTC EXCA 300:原生安卓系统(左)和被刷成 WM6.1系统(右)
HTC为脸书定制推出的ChaCha
2007年4月,首款后置双摄像头手机:三星SCH-B710
双摄的目的是3D拍照,和现在的双摄原理不一样。SCH-B710有着两颗130W摄像头和裸眼3D屏幕。
2008年,全球首款电子纸屏幕手机:日立W61H
日立W61H的特点就是正面采用了一块2.7寸电子纸显示屏,这块黑白屏幕占据了手机正面的80%的空间,在来电以及来信息的时候可以依据用户自己的设置自动变换形态,手机中内置了95种不同的图案这里包括了2色卡通片以及静止画面。而且这块电子纸根据机身颜色的不同而显示出不同的颜色。为以后的电纸书屏幕手机(比如俄罗斯YotaPhone、海信电纸书手机等)奠定了基础。
2009年9月底,全球首款采用全触屏设计的太阳能手机:三星S7550
三星太阳能手机S7550被称为“Blue Earth”,不仅可以利用机身背部配置的一块太阳能电池面板来充电,更采用了时下流行的全触控屏设计,环保且潮流。
2010年,首款键盘和屏幕可以分离手机:富士通 F-04B,双向滑盖/投影模块
同一年投影手机三星I8520发布。
富士通 F-04B
三星I8520
2011年11月,首款2.5D玻璃/全手势操控手机:Nokia N9
诺基亚N9,是诺基亚公司在正式宣布放弃了使用多年的Symbian OS(塞班系统)之后,与英特尔联合推出的首款MeeGo1.2 Harmattan操作系统手机。这系统与安卓系统有些相似,不过属于全面屏手势操控设计。硬件方面:CPU型号采用 1GHz的德州仪器OMAP3630,其GPU为 Imagination PowerVR SGX530,1GB RAM和16GB/64GB机身内存。
据悉,今年(2020年)新诺基亚的母公司芬兰HMD Global公司将会发布采用安卓系统的新N9手机。不知道后续会有什么配置。
2012年,全球首款4千万像素手机:诺基亚808(PureView),4100万像素相机
诺基亚808在2012年推出时号称“最后的塞班贝拉”,后置4100万像素也是创下了当时最高的历史记录,有效像素达7728x5368,CMOS面积为1/1.2英寸。但其背部有一块巨大的摄像头凸起,因当时的手机厂商开始倡导更加纤薄的机型,诺基亚808也逐渐淡出市场。
2013年诺基亚1020(诺基亚808的后继机型)
2014年9月,世界首款感光元件尺寸为1英寸手机/可能是首款莱卡认证手机:松下Lumix CM1,2000万像素F2.8-F11相机,等效焦距为28mm
注意,它是手机、手机、手机!并非2012年尼康推出的S800c的安卓相机。另外,该手机支持全手动拍照体验。
2015年2月,世界首款Ubuntu系统智能手机:Aquaris E4.5
2013年Ubuntu OS系统发布,2013年还进行过一次众筹手机(推测是Aquaris E4)但是失败了。
4G网络年代
第四代移动电话行动通信标准,指的是第四代移动通信技术,外语缩写:4G。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式(严格意义上来讲,LTE只是3.9G,尽管被宣传为4G无线标准,但它其实并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced,因此在严格意义上其还未达到4G的标准。只有升级版的LTE Advanced才满足国际电信联盟对4G的要求)。
4G发展以数字广带(Broad band)为基础的网络,成为一个集无线LAN和基站宽带网络的混合网络,这种基于IP技术的网络架构使得在3G,4G,W-LAN,固定网之间的漫游得以实现。
2008年发布的第四代网络4G,中国成为标准的制定者之一,4G支持像3G一样的移动网络访问,设备移动时4G网络的最大速度为100Mbps,对于低移动性通信,速度为1Gbps,可以满足游戏服务,高清移动电视,视频会议,3D电视以及很多其他的需要高速的功能。
4G的频率和频段是:1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz。
【2、硬件产品】
4G时代,产品外观特征变化不大,屏幕上:由于追求全面屏的效果,屏幕比例,分辨率增加。处理器方面越来越快,内存越来越大,已经出现超过电脑内存的趋势。另外,游戏手机、拍照手机等手机品类更加明晰。
2010年03月,世界首款4G网络手机:HTC EVO 4G
HTC EVO 4G采用Android 2.1版系统+HTC Sense界面,处理器使用了 高通Snapdragon QSD8650_1Ghz,内存为1GB ROM+512MB RAM;屏幕是4.3英寸WVGA屏幕,支持多点触控。至于摄像头,后背为800万像素自动对焦相机,而前置为130万像素。最关键的网络制式,它支持 EVDO+WiMax,并支持蓝牙牙、Wifi、Hotspot、GPS。
2013年4月,国产首款4G手机:酷派8920
酷派8920采用了 Android 4.1操作系统和5英寸高清分辨率屏幕,处理器采用当时主流的 1.7GHz的高通MSN8960双核CPU;内存为 1GB RAM和4GB ROM;3000mAh容量电池;后主相机为800万像素,前置为100万像素。重要的网络方面,支持TDD-LTE、FDD-LTE 两种4G协议,以及TD-SCDMA、WCDMA 两种3G协议,GSM 2G协议。
【4G网络下,有意思的硬件产品】
2011年最早采用笔记本式扩展坞设计手机:摩托罗拉Arix 4G
ATRIX 4G是摩托罗拉在2011年极受关注的一款旗舰手机,最大特性在于可以通过外接笔记本设备运行Linux系统,实现更好的生产力应用。不过,这种设计并没有真正受到市场认可。
2014年,目前世界最薄手机:vivo X5 Max,4.75毫米厚
2000mAh的电池,续航1天(中等程度使用)
2014年,首款无边框手机:夏普AQUOS Crystal 302SH
该手机隶属于夏普aquos edgest style(窄边设计)系列。5 寸1280×720分辨率屏幕,ID无边框。
2015年12月,首款潜望式3倍光学变焦镜头手机:华硕鹰眼ZenFone Zoom,1300万像素3倍光学变焦后置相机。
2016 年2月, 世界首款量产的模块化手机,LG G5
LG G5模块化部件只有有 Hi-Fi 音频模块和自拍手柄,不过销路不佳。
2016年9月,首款哈苏认证手机配件:Moto Z Play 哈苏模块
1200万像素1/2.3英寸传感器,10倍光学变焦、广角焦长为4.5mm 相机,模块中自带传感器和氙气闪光灯,可以带来全幅机型21mm-24mm镜头的效果,但市场销量不佳。
2016年12月,首款后置三摄手机:联想PHAB2 Pro
联想PHAB2 Pro前置800万像素单摄,后置分别是一个1600万像素的RGB摄像头,一个深度摄像头以及一个动作追踪摄像头。
2017年8月,可能是全球首款水滴屏:夏普AQUOS S2
屏幕分辨率:2040x1080
2018年3月,可能是全球首款刘海屏:夏普AQUOS S3
屏幕是6英寸18:9,分辨率为2160x1080的屏幕。
2018年,首款后置四摄手机:三星Galaxy A9s
第一颗800万像素、120度超广角,光圈为F2.4;第二颗1000万像素长焦,光圈为F2.4,支持2倍光学变焦;第三颗2400万像素,这是主镜头,光圈为F1.7;第四颗500万像素的深度,光圈为F2.2,支持实时聚焦。
2018年,首款后置五摄手机:Nokia 9 PureView(国行是2019年4月)
诺基亚9 PureView又被称为“花洒”五摄,其五个相机均为1200万像素(两彩色相机捕捉彩色图像,三黑白相机提供清晰度和细节)。
2018年12月10日,全球首款Infinity-O 屏内开孔显示屏(打孔屏幕)手机,三星A8S
分辨率:2880×1440
2018年,全球首款可折叠的oled屏幕手机:柔派1代
柔性折叠屏幕是柔派首发的,不过卖得好的却是华为、三星、MOTO。另外,这类手机有一个问题:多次折叠,屏幕容易损坏,而维修屏幕价格非常高。目前市场以热度高,购买少为主。
2019年,全球首发后置6400万像素4相机组合:红米Redmi Note 8 Pro
三星GW1 6400万像素主摄,1/1.72英寸的超大底,可拍9216×6912的超高像素照片。
2019年,全球首款量产的1亿像素相机手机:小米CC9 Pro
采用三星ISOCELL Bright HMX传感器,1/1.33英寸的传感器面积。
5G网络年代
第五代移动电话行动通信标准,也称第五代移动通信技术,外语缩写:5G。 2017年12月发布的V15.0.0版TS38.104规范,5GNR的频率范围分别定义为不同的FR:FR1与FR2。频率范围FR1即通常所讲的5GSub-6GHz(6GHz以下)频段,频率范围FR2则是5G毫米波频段。5G利用毫米波,大规模多输入多输出,3D波束成像,小基站等技术,实现比4G更快的速度,更低的时延和更大的带宽,可以同时连接千亿个设备。
想想未来5G的生活:你享受着自动驾驶的同时,在车上用全息技术和父母聊天交流,当你回家打开门,空调自动为你调好温度,灯光自动调到最温馨的亮度,你走进家门躺在沙发上,开始享受VR带给你的身临其境的体验…这样的生活以前只能在电影中看到,但是如今,已经不再遥远。
5G的频率和频段频段:3300-3400MHz(原则上限室内使用)、3400-3600MHz和4800-5000MHz
【历史】
2017年2月9日,国际通信标准组织3GPP宣布了“5G”的官方 Logo。
2017年11月15日,中国工信部发布《关于第五代移动通信系统使用3300-3600MHz和4800-5000MHz频段相关事宜的通知》,确定5G中频频谱,能够兼顾系统覆盖和大容量的基本需求。
2017年12月21日,在国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上,5G NR首发版本正式冻结并发布。
2018年2月23日,在世界移动通信大会召开前夕,沃达丰和华为宣布,两公司在西班牙合作采用非独立的3GPP 5G新无线标准和Sub6 GHz频段完成了全球首个5G通话测试。
2018年8月,世界首款5G手机,摩托罗拉 Moto Z3
严格来说,摩托罗拉 Moto Z3从配置上来看,它不是一款“原生”5G手机。它实现5G网络的方法是通过在后盖上外接一个独立的5G Moto Mods模块来实现对5G制式的支持的——这也是模块化手机的好处。
2019年7月16日,全球首款支持SA(独立组网)的5G手机:华为Mate 20X 5G
华为Mate20 X (5G)搭载麒麟980处理器+巴龙5000芯片,支持SA/NSA 5G双模。
【有趣的5G硬件】
还需要等待未来厂家的不懈努力。目前(2020年)从产品上看,还是以4G网络手机为主。
不知不觉,又写了一个一万八千多字的大长篇(写了15天)。相信诸位看了发烧老猫的本文以后,会对手机通讯和手机发展有一个大致的了解。大家都知道,未来手机已经不仅仅是通讯工具,更是一个链接所有用户和消费者的中枢神经,所以手机厂家的竞争也会越来越激烈。
不过从手机产品形态和创意上看,发烧老猫认为手机行业最有创意的时间应该是2G网络和3G网络时代。那个时候,手机形态不一,功能多变,呈百花齐放的姿态——有点像春秋战国的滋味。而到了4G,就有点像战国后期,手机厂家经过市场检验,发展的发展,淘汰的淘汰,剩下的几家实力都非常强劲。不排除未来手机厂家变得更少,甚至成为只有一家独大的情况——那不是发烧老猫想看到的结果。
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另外,由于有些手机推出时间太久,在机型或者内容上,可能有部分记忆错误的地方。欢迎大家在文末留言指正。另外,如果有遗漏的机型,也欢迎朋们留言推荐。最后如果感觉文章不错,恳请大家点赞和转发,谢谢大家啦!
附1:1300W~1亿像素的传感器大小比较
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