1.2 智能终端发展概述
1.2.1 智能终端发展现状
随着移动通信网络的发展,智能终端产业迅猛发展,智能手机市场规模不断扩大。智能手机不再仅仅是通信的工具,更成为人们日常工作生活中的助手。2013年全球智能手机出货量为10.042亿部,2014年为11.67亿部,2015年达到了12.927亿部,年增10.3%。虽然智能手机主要的市场份额还是被三星和苹果占领,但中国智能手机发展和进步巨大,2015年出货量达到了4.5亿部,占据全球智能手机出货量42%的份额,而且在全球十大手机品牌中占据了7个席位,以华为为代表的国产智能手机在高端智能手机市场表现瞩目,表明了我国手机厂商在软硬件整合能力、产业核心技术领域的巨大进步。
智能终端的市场不断发展壮大,其形态也不再局限于智能手机、平板电脑、智能电视,应用的领域也不再局限于大众消费市场。智能手表、智能眼镜等可穿戴产品也在逐渐走入大众市场,可穿戴设备不断催生出围绕个人运动、健康等主题的消费热点和消费模式。在三网融合及大众需求的大背景下,个人终端、家庭电视、PC电脑之间的设备互联、融合互动将又会成为新的消费热点,多种设备的互动还会催生新型的应用体验模式。
物联网终端是移动智能终端的另一发展方向。近年来,随着信息化的逐渐深入,物联网的概念逐渐明晰,物联网应用的前景广阔,成为智能终端市场新的热点。据IC Insights预测,2015年全球接入物联网的终端设备将达到132亿个,已经远远超过通过PC和手机上网的人数。物联网终端应用领域和应用模式也越来越多,其可以应用于工业、农业、医疗、家居、安全、交通等领域,如医疗监控和诊断、智能电表、智能水文监测、智能家居、车联网等。在应用模式方面,物联网终端可以作为智能控制终端、智能跟踪终端以及智能标签,如无人驾驶汽车的智能控制模式、应用传感设备进行气象数据的采集和分析、通过NFC技术进行标签的智能识别等。
1.2.2 智能终端关键技术
智能终端是由底层硬件、操作系统以及可以扩展的各类应用组成,实现移动通信基础功能,并承载各类移动互联网业务。智能终端的关键技术主要包括无线接入、操作系统、终端硬件、应用等。
1.2.2.1 终端无线接入技术
终端设备通过无线接口与无线接入网相连,实现终端与网络的物理接入,与网络进行信令和数据的交换。终端无线接入模块主要包括射频模块(RF, Radio Frequency)、基带处理器。基带处理器是接入模块最核心的部分,主要功能为基带编解码、语音编码等,负责基带信号处理和协议处理;射频模块主要负责射频收发、频率合成和功率放大,主要实现信号接收和信号发送,主要包括天线、开关、SAW滤波器功率放大器(PA, Power Amplifier)、收发器等。
伴随移动通信网络技术的发展历程,终端无线通信接入技术不断发展,从支持GSM、CDMA(Code Division Multiple Access,码分多址)、GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务)、EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution,增强型数据速率GSM演进)的2G无线接入技术,到TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000的3G无线接入技术,进入4G时代,终端的无线接入需要支持LTE-FDD和TD-LTE技术。上述各种制式将在未来相当长的一段时期内长期共存,国内运营商主导推出了“五模十频”“全网通”等终端,支持多种网络制式,扫清了用户使用障碍。
终端无线接入技术,国际范围内均追随着国际标准化演进的路线,其核心技术、关键指标、安全性均通过国际标准化工作组的专业研究工作提供保障。
智能终端除了支持蜂窝移动通信技术外,通常还支持Wi-Fi无线接入、蓝牙数据传输、NFC短距离数据传输等功能。
1.2.2.2 终端硬件技术
连续几年,终端硬件的更新换代速度非常快,终端硬件的飞速发展启动了智能终端时代。智能终端的硬件器件包括应用处理器(AP, Application Processor)、Modem、内存、电池管理单元(PMU, Power Management Unit)、屏幕、摄像头、传感器、电池、天线等。
应用处理器是智能终端最核心的部件,是衡量终端性能的重要指标。应用处理器通常集成了CPU和GPU(Graphic Processing Unit,图形处理器),CPU主要负责操作系统和应用程序的运行,GPU是专门用于处理图像的处理器。当前AP芯片一般采用Cortex-A架构,集成多个处理器内核以提高处理性能,目前包含八核处理器的芯片提供了最佳性价比。
传感器指能感受和测量某状态并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,它让移动终端更智能,是用户获得与智能终端良好交互体验必不可少的部件。移动终端常用的传感器有光线传感器和距离传感器。光线传感器可以根据环境光线的强弱自动调整屏幕亮度;距离传感器可以使屏幕靠近耳朵时候自动变暗,离开人体时,自动变亮,尤其对于触摸屏可以防止用户误操作。其他诸如陀螺仪、光学心率传感器、运动传感器等伴随着智能可穿戴设备的发展也在相当多的智能手机中集成。随着物联网应用的逐渐深入,智能终端上搭载的传感器件越来越多,未来有可能成为智能终端最主要的特征。
其他的如电池管理、屏幕、摄像头、天线、内存等,都在智能终端时代取得了长足的发展。
1.2.2.3 终端操作系统
操作系统是智能终端的核心,能够使用基础通信服务,安装和运行丰富的扩展应用。智能终端的操作系统一般包括内核层、核心服务层和应用框架层。内核层实现内存管理、文件管理、电源管理等核心操作系统任务;核心服务层通过封装库函数为外部接口提供访问操作系统的服务,如安全性管理、媒体管理、SQLite引擎等;应用框架层为开发者提供各种开发组件,支持应用的运行,并负责处理屏幕触摸、页面显示等事件。
Android和iOS(iPhone Operating System, iPhone操作系统)是当前市场占有率最高的两个系统,2015年Android、iOS在国内终端操作系统市场的占有率超过98%。国产终端操作系统的发展陷入困境。
1.2.2.4 终端应用
终端操作系统向开发者开放了软件开发工具包SDK(Software Development Kit),使开发者能够调用操作系统提供的丰富应用程序开发接口(API, Application Programming Interface)开发丰富的扩展应用,造就了多姿多彩的智能操作系统生态环境。
第三方开发的应用通过应用商店分发,开发者从应用商店下载应用并安装。应用商店的应用规模是操作系统生态的重要指标,Android和iOS的应用规模都超过了120万个。
应用的质量和水平已经成为评价智能终端使用体验的关键指标。