手机vs笔记本电脑，无线电技术如何选择？

手机vs笔记本电脑，无线电技术如何选择？

您有没有想过为什么手机支持 LTE、Wi-Fi 和蓝牙无线通信技术，而平板电脑和电脑通常只支持 Wi-Fi 和蓝牙？ 此外，你为什么知道Wi-Fi、蓝牙和LTE这些名字？

在无线数据通信技术和标准不断发展的同时，新标准和专有技术（例如RFID）也开始引起人们的关注。 我们如何区分噪音和真正重要的信息？ 下图显示了在日常生活中发挥作用的各种无线技术。 让Cees Links带我们从整体的角度，了解无线通信标准的发展历史。

无线数据通信技术

技术为先，三大因素相互制约无线电技术

目前，覆盖范围、数据速率和功率这三个因素比无线电技术更重要，我们在日常生活中都会遇到它们，例如以下场景：

当我们的手机连接基站时、笔记本电脑连接家里的路由器时、蓝牙耳机连接手机时，都必须在设备的“覆盖范围内”。

我们也非常熟悉数据速率，尤其是当我们观看视频或听音乐时。 到目前为止，Wi-Fi 在数据速率方面具有优势，但现在我们可以通过 LTE 和 5G 实现类似的数据速率，尽管价格可能会很高。

最后，虽然我们已经习惯了定期给手机和笔记本电脑充电，但当我们要使用耳机或智能腕带等小型设备时却发现它们没电了，这令人烦恼。 请记住功耗的重要性。

这三个因素以一种有趣的方式结合在一起，如果你试图改善其中一个因素，其他两个因素将不得不让步。 当然，随着时间的推移，这三个人总体上都得到了改善，但他们之间的关系仍然没有改变。

例如，如果你想提高数据速率，那么你就必须缩小覆盖面积或提高输出功率。 当今速度（数据速率）更高的 Wi-Fi 范围比过去更小，并且通常需要使用中继器 - 这是分布式 Wi-Fi 或网状 Wi-Fi 发展的驱动因素之一。 同样的关系也适用于（“低功耗 Wi-Fi”），它本质上具有与 Wi-Fi 相同的范围和较低的数据速率，但其功耗明显较低，因此电池寿命非常长。

这种平衡中还有我们在日常生活中很少意识到的第四个因素：频率。 较高的频率会缩小范围或需要更多的功率才能达到相同的范围。 但更高的频率具有更多带宽的优势，因此具有更高的数据速率。 这解释了为什么提高数据速率通常需要提高频率。 最新版本的 Wi-Fi 在 60 GHz 频段中实施，目标数据速率高达 100 Gb/s (.11ay)。

关于无线电技术我们可以说很多，但在很大程度上，上述因素就是为什么手机中存在三种类型的无线电。

那么为什么笔记本电脑和平板电脑通常只使用两个无线电？ 虽然有一个合乎逻辑的答案，但我们还必须了解一点历史。

三种无线电技术的发展历史

在较短的时间内，我们看到了三种新技术的发展和融合：

手机：通过低速数据通信远程连接我们。

广播/电视：通过有线或卫星运营商使用单向高速数据通信的音频/视频广播。

计算机：包括将所有东西连接在一起的双向高速网络。 所有通信最初都是通过有线电缆（铜线或光纤）完成的，但随着无线的便利性变得可用，无线通信变得流行。

随着技术的进步，手机、电视、笔记本电脑和平板电脑之间的差异正在慢慢开始消失。 在某些方面，它们都正在成为“联网计算机”，但它们仍然拥有自己的无线通信标准历史，因为它们都经历了从有线技术到无线技术的过渡。 手机和计算机的发展更加动态，但由于电视本质上是静态（非移动）设备，因此有线/卫星行业大多停留在自己的有线世界中。

随着手机变得越来越类似于计算机（即智能手机），并且随着计算机开始支持类似于视频和手机的各种通信功能，网络技术的过去和当前的发展有时是矛盾的，这并不奇怪。

3GPP & IEEE 802.11，不同的网络技术标准

3GPP 是当今无线移动电话通信的标准化机构，而 IEEE 802.11 是无线计算机数据通信的标准化机构。 3GPP 主要由移动电话运营商及其政府资助的部门组成，因为运营商最初是政府机构（在某些国家，运营商至今仍然是政府机构）。 IEEE 802.11 深深扎根于计算机行业。 除了学术界和监管机构之外，IEEE 802.11 还拥有大量的工程成员，其中大多数是由其雇主公司赞助的。

IEEE 802.11 和 3GPP 之间还有另一个根本区别：政府资助的 3GPP 使用许可频谱，可在有限的时间内提供通信服务。 政府作为频谱许可方，有责任确保频谱只能由被许可方使用； IEEE 802.11 的情况并非如此，标准机构建立了“未经许可”的频段（由政府根据一组有限的规则留出用于“自由访问”）。 使用现场适用的“频段”标准，使实际应用的干扰范围保持在本地。 这些频段称为 ISM（工业、科学和医疗）频段，可以在 2、5 和 60 GHz 频段中找到。

赞助工程师开发 IEEE 802.11 标准的公司必须强制遵守 IEEE 802.11 标准定义。 （IEEE 802.11 本身并不规范合规性。）因此，这些感兴趣的公司成立了 Wi-Fi 联盟，以 Wi-Fi 品牌执行和推广 IEEE 802.11 标准——从字面上看，Wi-Fi 品牌是当今最有价值的品牌之一。 另一方面，3GPP 从未真正致力于为消费者实施有凝聚力的品牌战略。 3GPP这样做是有道理的，因为它是一个由运营商组成的利益集团，通常对市场有一定的控制力。 他们永远不需要像 Wi-Fi 和蓝牙那样赢得消费者的支持。 因此他们不需要担心品牌一致性，他们只需要将一组不断发展的标准从 GSM/GPRS 迁移到 3G、Edge、4G、LTE 和现在的 5G，而这种迁移可能涉及一系列新的实现。

Wi-Fi 竞争和成功

当Wi-Fi在20世纪90年代出现时，“3GPP领域”普遍询问：为什么需要Wi-Fi？ 当时，3G 标准化进展顺利，并承诺高数据速率，而连接到或集成到笔记本电脑中的 3G 调制解调器则提供了无处不在的连接。 那么，为什么要使用 Wi-Fi？ 人们普遍认为，“未经许可的技术”迟早会消失，因为未经许可的频段缺乏监管会导致性能迅速下降。

当然，今天我们都知道结果有很大不同。 Wi-Fi已经找到了一种在免授权ISM频段中适当运行的方法，可以满足室内、家庭或建筑物内无线连接的需求，而3G则没有很好的渗透率。 通过从 2.4 GHz 频段发展到 5 GHz 频段，Wi-Fi 可以快速提高其数据速率并扩展其功能。 此外，通过迁移至 60 GHz 频段，其数据速率和功能预计将进一步提高。 扩展器技术以及最近的分布式 Wi-Fi（“Wi-Fi 网状网络”）概念也支撑了 Wi-Fi 迄今为止的成功。

Wi-Fi成功的重要原因之一是，通过3G进行数据通信需要移动电话运营商订阅付费服务，并且需要初始成本非常高的数据套餐，更不用说漫游费了。 相比之下，Wi-Fi 是免费的——或者至少 Wi-Fi 技术相对于固定电话、ISDN 和后来的 ADSL 的增量成本是有限的。

因此，现在有线运营商和无线运营商之间存在直接竞争，这最终帮助Wi-Fi获得了全球认可。 由于担心如果 3G 技术“过度”用于数据通信，语音服务将会崩溃，无线运营商最初不鼓励使用 3G 技术（因此也不鼓励使用 Wi-Fi），从而促进了 Wi-Fi 的传播。 尽管 3G 实际上是为语音通信而设计的，但 3G 支持者将 3G 宣传为具有数据元素，这在这方面并没有给自己带来什么好处。

顺便说一句，这回答了为什么大多数计算机和平板电脑只有两种无线电技术的问题。 由于 Wi-Fi 可实现经济高效、多功能的网络连接，因此 3G 许可无线电（及其后继产品）很少集成到计算机或平板电脑中。 集成3G无线电的成本相对较高。 过去，用户在需要移动解决方案时会转向 3G 适配器等设备，而现在他们通常会转向移动热点。

5G和Wi-Fi 11ax在不同应用领域有何优势？ 未来的无线电技术将会发生哪些故事？ 关注Qorvo公众号，下一期将继续Cees Links的精彩故事~~

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