大數(shù)據(jù)時代的移動終端技術演進

中圖分類號：TP393 ? ?文獻標志碼：A ? 文章編號：1009-6868 （2014） 06-0044-04

摘要：提出大數(shù)據(jù)服務推動了移動終端的技術演進，其技術演進的目標是滿足大數(shù)據(jù)時代的用戶需求、提升用戶體驗。強調移動終端通過基于多管道技術的集成、多傳感器技術集成、云計算與低功耗以及HTML 5等技術來推動移動智能終端技術演進。

關鍵詞：大數(shù)據(jù);移動終端;多模;多傳感器;HTML5

Abstract： This paper describes how big data services promote the evolution of mobile terminal technology and how the goal of mobile terminal evolution is to satisfy the requirements of users and enhance their experience in big data era. This paper also emphasizes that multi-pipe technology integration， multi-sensor technology integration， cloud computing， and HTML 5 can promote the evolution of mobile smart

Key words： big data; mobile terminal; multi-pipe mode; multiple sensor; HTML5

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、電子商務、社交媒體、網(wǎng)絡視頻、企業(yè)服務網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)等服務的飛速發(fā)展，尤其是近幾年移動智能終端的快速普及和應用，使全球的數(shù)據(jù)正在以幾何速度呈爆炸性增長?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）報告指出，2012年全球已經(jīng)開始進入大數(shù)據(jù)時代，并在2013年全面引爆大數(shù)據(jù)，而全球數(shù)據(jù)量大約每兩年翻一番，預測到2020年，全球將擁有共計35 ZB的海量數(shù)據(jù)，我們已經(jīng)邁進入了大數(shù)據(jù)時代[1-2]。大數(shù)據(jù)有4個特征，即超量、高速、多樣性和價值。在大數(shù)據(jù)時代，每個人都是數(shù)據(jù)的貢獻者，同時也是數(shù)據(jù)的消費者，對每個用戶來說，要求有更好的體驗，即能在任意時間、任意地點接入，并能通過移動終端任意呼叫和任意瀏覽地貢獻和分享大數(shù)據(jù)服務，因此大數(shù)據(jù)服務一方面將推動管道技術演進，另一方面也推動移動終端的技術演進[3]。

近幾年，移動終端最明顯的演進是從功能型向智能型轉變，移動互聯(lián)網(wǎng)服務與其捆綁。作為大數(shù)據(jù)應用的重要輸入輸出口，移動終端產(chǎn)生與消費者密切相關的數(shù)據(jù)，因此移動終端在大數(shù)據(jù)時代扮演重要的角色，其演進方向也以用戶需求與體驗為核心和宗旨，具體演進方向包括：基于多種管道技術的多模化集成、多傳感器集成、云計算與低功耗以及HTML 5技術在移動終端的應用等[4]。

1 基于多管道技術的

多?；?/p>

大數(shù)據(jù)時代的海量數(shù)據(jù)需要多種管道技術承載傳送，包括有線方式和無線方式，而對于移動終端來說，隨著不同的無線接入技術演進及其網(wǎng)絡部署，像2G這種單一模式的終端已經(jīng)不能滿足技術進步和實際需求，而2G、3G、LTE等多種技術集成成為必然趨勢。隨著智能終端的普及和移動互聯(lián)網(wǎng)的需求，移動技術向寬帶化演進，語音、短信僅僅是眾多業(yè)務之一，移動終端成為多種移動接入技術的集成，移動用戶根據(jù)無線網(wǎng)絡的實際部署情況可以選擇多種方式接入。

隨著Wi-Fi技術的普及和應用，作為有線接入的延伸，Wi-Fi接入點（AP）不但可以作為單獨的接入點方式讓終端接入，而且可以通過組網(wǎng)方式提供無線接入，因此Wi-Fi接收終端成為各類終端的標準配置，尤其在移動智能終端方面，Wi-Fi已成為移動終端的主要接入方式之一[5-6]。Wi-Fi技術也在不斷演進，包括802.11系列標準的空口頻譜帶寬從20 MHz、40 MHz提高到160 MHz;使用頻段也從2.4 GHz到5 GHz，再到60 GHz;多天線方面也從波束賦型到多用戶多輸入多輸出（MIMO）及自適應波束賦型等。

圖1所示為多模移動終端，它可以接入多種無線網(wǎng)絡，包括2G、3G、LTE和Wi-Fi網(wǎng)絡，使移動終端通過不同管道技術為用戶提供服務[7]。

當前成熟的藍牙、近場通信等技術也都集成到移動終端上，以適應不同應用場景下的服務需求，因此移動終端可以通過多種管道技術完成數(shù)據(jù)的接收和傳送，即移動終端是基于多種管道技術的多?；?。

當前，多模移動終端主要以多模雙待機制為主。為了增強用戶體驗，多模多待將成為移動終端發(fā)展趨勢，尤其到了LTE商用部署階段，多模移動終端將同時監(jiān)聽2G、3G和LTE網(wǎng)絡，以便于快速接收來自各個網(wǎng)絡尋呼消息，避免網(wǎng)絡間的互操作，這樣可以隨時隨地接入網(wǎng)絡。多模多待業(yè)務并發(fā)機制也將隨著移動互聯(lián)網(wǎng)需求提升而成為可能，即移動終端可以同時接入多種管道網(wǎng)絡，實現(xiàn)多業(yè)務并發(fā)[8]。

基于多管道技術集成的多模移動終端，根據(jù)管道網(wǎng)絡實際部署情況可以接入多管道網(wǎng)絡。當前網(wǎng)絡的接入選擇、資源調度等主要由無線網(wǎng)絡系統(tǒng)側負責，移動終端僅僅將檢測的數(shù)據(jù)上報到網(wǎng)絡系統(tǒng)側，被動地接收網(wǎng)絡側決策和資源調度。這在多管道網(wǎng)絡場景下，需要網(wǎng)絡側互聯(lián)互通來協(xié)商，使接入過程復雜化。因此在多模多待多業(yè)務并發(fā)場景中，需要移動終端支持多管道接入功能，并由終端根據(jù)各種無線網(wǎng)絡覆蓋、負荷等實際情況自主性選擇服務網(wǎng)絡，以最優(yōu)質的服務質量向移動用戶提供服務，提升用戶體驗。

2多傳感器技術集成

當前，移動智能終端作為最普及的消費品，其性能已經(jīng)超出了最初的基本通信設備的性能，一方面其集成的功能越來越多，而通信僅僅是眾多功能中一部分;另一方面為了提高用戶體驗，移動智能終端集成越來越多的傳感器，并通過傳感器將人的感官系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)與移動智能終端相連，使移動智能終端成為人的感官系統(tǒng)的延伸。通過這些傳感器，如加速度傳感器、磁力傳感器、重力感應器、電子羅盤、陀螺儀、氣壓傳感器、光線感應器、距離感應器、觸摸屏、溫度、紅外、GPS等等，可以增強人機友好互動，提高移動終端的用戶體驗度。在大數(shù)據(jù)時代，移動終端需要通過傳感器采集數(shù)據(jù)，再通過管道網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫诉M行大數(shù)據(jù)處理，最后將處理結果反饋給用戶。云服務讓用戶體驗提升到一個新高度。圖2所示為集成多傳感器的移動智能終端人機交互以及通過移動通信管道傳送到云端的大數(shù)據(jù)處理。

傳感器既可以通過內(nèi)置方式集成到移動終端中來提升用戶體驗，也可以通過外置方式連接到移動終端來增強其功能，如圖3所示。隨著智能終端應用軟件生態(tài)系統(tǒng)的日益完善和傳感器應用種類的不斷增多，移動終端已經(jīng)深度融入日常生活的每個方面。移動用戶更加依賴移動終端，而移動終端也將有更多的應用來增強其感知能力和交互能力，如體檢、游戲等需求，就需要利用移動終端上的傳感器采集數(shù)據(jù)，增強移動終端的人性化、個性化、智能化服務。隨著裸眼3D技術的需求，各類傳感器也將集成到一起，未來移動智能終端的操作也更加多元化，有著更高的用戶體驗，實現(xiàn)更完美的人機互動。

3云計算與低功耗

移動終端集成了多種移動通信接入技術和多種傳感器，因此對移動終端的功耗提出了挑戰(zhàn)，移動智能終端的目標是保質保量地向移動用戶提供服務和體驗，同時需要終端能在低功耗情況下完成多種服務。

當移動智能終端作為消費品已經(jīng)超出了最初以通信功能為主的屬性，一方面移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，使移動互聯(lián)網(wǎng)服務內(nèi)容與移動終端綁定;另一方面，由于云服務降低了移動終端的計算量和存儲，簡化了移動終端，同時使終端消費用戶聚合到云計算服務平臺上，云服務就降低了移動終端的復雜度，并將復雜的計算和存儲等任務交由云端處理，這樣也將終端功耗降低[9]。圖4所示為移動終端與云服務，其中移動終端向云端請求服務，云端響應并提供云服務[10]。

根據(jù)《MIT科技評論》報道，微軟研究室正在開發(fā)一種全球定位系統(tǒng)（GPS）服務技術，即終端將冗重的GPS數(shù)據(jù)上傳到云端，從而可解決移動設備的高功耗問題，此技術被稱為Cloud-OffloadGPS，簡稱CO-GPS[11]。移動智能終端中的GPS是整個設備中比較耗電的部分。通常情況下，為了修正用戶的位置，GPS傳感器需要運行30 s或者更多的時間以從軌道衛(wèi)星上獲取必要的信息，其中包括了大量的信號處理工作，不但時間長，而且還需要消耗掉1 J的能耗?，F(xiàn)在，利用CO-GPS技術不但可以在幾毫秒之內(nèi)獲取原始修復數(shù)據(jù)，而且所需要的能耗只為原來的0.04%。從另一個角度看，這一項新服務的出現(xiàn)將會引發(fā)一個全新的基于GPS持續(xù)日志的服務，如建立一個可不斷更新的噪音污染數(shù)據(jù)庫等。

云計算技術的發(fā)展，移動終端通過承載管道逐步向云端延伸，將復雜的大數(shù)據(jù)計算、龐大的大數(shù)據(jù)存儲等都移向云端來處理，而將移動終端“瘦”下來，這不但降低終端功耗、延長了待機時間，同時也提高用戶體驗，因此移動智能終端與云計算的深度結合將是大勢所趨，預計未來幾年內(nèi)，將有更多的移動終端應用將基于云端提供。

4 HTML 5技術

移動互聯(lián)網(wǎng)應用主要是基于操作系統(tǒng)提供服務的終端本地化應用，這類應用呈現(xiàn)碎片化特點，跨平臺能力弱，同一款應用產(chǎn)品需為不同終端、不同操作系統(tǒng)進行多次開發(fā)，開發(fā)和維護成本大增。HTML 5技術則解決了上述問題，它基于Web平臺，其跨平臺、不受限于終端類型和操作系統(tǒng)的特性使應用開發(fā)者不必再為同一款應用開發(fā)多種版本，降低了開發(fā)和維護成本，也將顯著提高應用開發(fā)者的熱情。同時用戶在不同終端、不同操作系統(tǒng)下可以使用同一應用、享受相同體驗，也將更加高效、快捷，極大促進各種移動互聯(lián)網(wǎng)應用的推廣與使用。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，HTML 5的技術優(yōu)勢[12-13]也將會愈發(fā)體現(xiàn)。HTML 5不僅能提供大多數(shù)現(xiàn)有需要插件和擴展可以完成的功能，而且具備了圖像增強、Web數(shù)據(jù)存儲和離線數(shù)據(jù)存儲等新功能，這使完整支持HTML 5的瀏覽器具有了更強的本地數(shù)據(jù)處理能力，從而可以部分代替操作系統(tǒng)。HTML5具有8個技術特征（圖5所示）。

·語義學：作為HTML 5的前端和中心，語義學能夠賦予框架結構以意義，同時更詳盡的標簽組合、資源描述框架、微型數(shù)據(jù)以及微型格式將為用戶打造一套數(shù)據(jù)驅動的網(wǎng)絡。

·離線存儲：在應用緩存、本地存儲、索引數(shù)據(jù)庫和文件應用程序接口的幫助下，HTML 5應用甚至能在沒有互聯(lián)網(wǎng)連接的情況下運行。

·設備接入：地理定位僅僅是個開始，HTML 5能夠讓應用程序訪問連結到計算機上的任何設備。

·連結性：更有效的連結性將能帶來更為實時的聊天，更快的游戲速度以及更好的溝通交流，服務器與客戶端之間的網(wǎng)絡套接字和郵件攝像頭將比以往更加便捷。

·多媒體：音頻和視頻是HTML 5的主要特征，HTML 5無需插件即可在網(wǎng)頁中嵌入多媒體內(nèi)容，使得應用程序與網(wǎng)站和睦共處。

·3D和制圖：在SVG、Canvas、WebGL和CSS3 3D效果的這些特性之中，一定能找到讓用戶眼花繚亂、美不勝收的創(chuàng)意。

·高性能：使應用程序和網(wǎng)絡在大量諸如Web Workers和XMLHttpRequest 2這樣的技術下更加快速。

·層疊樣式表（CSS3）：在不犧牲講義結構和性能的情況下，CSS3作為一套規(guī)范集合，提供了大量的新特征，使得創(chuàng)建效果更加簡便;另外，Web開放字體格式（WOFF）可以便捷地通過樣式表自動下載字體，解決了移動終端設備的有限字體集合問題。

HTML5對于應用處理的增強主要涉及以下幾個環(huán)節(jié)：在計算方面，能夠實現(xiàn)多進程計算，不再需要借助第三方計算環(huán)境，大大增強了計算處理能力;在存儲方面，解決了原Cookie存儲空間過小的問題，擴展了瀏覽器本地存儲能力，另外還加強了緩存的功能，允許用戶選擇緩存的內(nèi)容并實現(xiàn)離線應用，使得Web應用可以在本地使用;在圖像處理方面，能夠提供平面和立體圖像繪制能力，促進Web游戲的開發(fā);在設備接口方面，能夠訪問日歷、通信錄等移動終端資源;在通信方面，能夠實現(xiàn)客戶端與服務器間的全雙工通信，降低網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸帶來的影響，同時還能夠實現(xiàn)本地的安全跨源通信，豐富Web應用的功能。

由于HTML 5是一種真正開放的標準，可為用戶提供更加一體化和自然的體驗方式，伴隨著技術功能的不斷完善以及標準化工作的完成，HTML 5將成為互聯(lián)網(wǎng)應用的主導技術，預計在2014年將快速發(fā)展[14]。

HTML 5也得到移動終端廠商的大力支持。根據(jù)咨詢公司Strategy Analytics 2011年底公布的研究數(shù)據(jù)顯示，2011年全球支持HTML 5手機數(shù)量相比2010年增長208.3%，達到3.36億部。預計到2013年，全球市場將擁有10億部支持HTML 5技術的手機[15]。咨詢公司ABI Research也做出預計，2016年全球擁有支持HTML5技術的移動設備至少將達21億部。

圖6所示為HTML5在移動終端的應用，包括元素類型和屬性、延伸用戶交互概念、Web存儲、平面動畫、CSS3選擇器、離線支持、帆布畫、視音頻流支持、地理定位應用程序接口（API）和增強表格等，HTML 5使移動終端的功能和性能提升、用戶體驗增強?？梢灶A見，基于HTML5技術的移動智能終端瀏覽器將成為主流，推動大數(shù)據(jù)時代移動終端的技術演進，打破基于操作系統(tǒng)的移動互聯(lián)網(wǎng)服務主導地位，促使移動智能終端成本下降，從而實現(xiàn)從本地應用到網(wǎng)絡應用的轉變。

5結束語

在大數(shù)據(jù)時代，移動終端是大數(shù)據(jù)的重要輸入輸出口，一方面大數(shù)據(jù)的需求推動移動終端的演進，另一方面移動終端的演進也促進大數(shù)據(jù)應用的發(fā)展。移動終端在智能化的同時，其技術演進目標是提升用戶體驗，這包括基于多種管道技術的多模集成、多傳感器集成、云計算與低功耗、HTML5技術等。無論是基于多管道技術的多模集成，還是多傳感器集成，都使移動終端的硬件系統(tǒng)變得越來越“胖”，提高了移動終端的感知和交互能力;移動終端的低功耗需要移動終端將復雜的計算和較大的存儲移向云端處理，簡化終端的處理復雜度;基于HTML5技術的移動互聯(lián)網(wǎng)服務不再受限于終端操作系統(tǒng)和終端類型，使移動互聯(lián)網(wǎng)服務從基于操作系統(tǒng)的本地應用升級到基于HTML 5瀏覽器的網(wǎng)絡應用，因此HTML5將成為移動終端的重要開發(fā)平臺而得到廣泛應用。

參考文獻

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HTML 5也得到移動終端廠商的大力支持。根據(jù)咨詢公司Strategy Analytics 2011年底公布的研究數(shù)據(jù)顯示，2011年全球支持HTML 5手機數(shù)量相比2010年增長208.3%，達到3.36億部。預計到2013年，全球市場將擁有10億部支持HTML 5技術的手機[15]。咨詢公司ABI Research也做出預計，2016年全球擁有支持HTML5技術的移動設備至少將達21億部。

圖6所示為HTML5在移動終端的應用，包括元素類型和屬性、延伸用戶交互概念、Web存儲、平面動畫、CSS3選擇器、離線支持、帆布畫、視音頻流支持、地理定位應用程序接口（API）和增強表格等，HTML 5使移動終端的功能和性能提升、用戶體驗增強?？梢灶A見，基于HTML5技術的移動智能終端瀏覽器將成為主流，推動大數(shù)據(jù)時代移動終端的技術演進，打破基于操作系統(tǒng)的移動互聯(lián)網(wǎng)服務主導地位，促使移動智能終端成本下降，從而實現(xiàn)從本地應用到網(wǎng)絡應用的轉變。

5結束語

在大數(shù)據(jù)時代，移動終端是大數(shù)據(jù)的重要輸入輸出口，一方面大數(shù)據(jù)的需求推動移動終端的演進，另一方面移動終端的演進也促進大數(shù)據(jù)應用的發(fā)展。移動終端在智能化的同時，其技術演進目標是提升用戶體驗，這包括基于多種管道技術的多模集成、多傳感器集成、云計算與低功耗、HTML5技術等。無論是基于多管道技術的多模集成，還是多傳感器集成，都使移動終端的硬件系統(tǒng)變得越來越“胖”，提高了移動終端的感知和交互能力;移動終端的低功耗需要移動終端將復雜的計算和較大的存儲移向云端處理，簡化終端的處理復雜度;基于HTML5技術的移動互聯(lián)網(wǎng)服務不再受限于終端操作系統(tǒng)和終端類型，使移動互聯(lián)網(wǎng)服務從基于操作系統(tǒng)的本地應用升級到基于HTML 5瀏覽器的網(wǎng)絡應用，因此HTML5將成為移動終端的重要開發(fā)平臺而得到廣泛應用。

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HTML 5也得到移動終端廠商的大力支持。根據(jù)咨詢公司Strategy Analytics 2011年底公布的研究數(shù)據(jù)顯示，2011年全球支持HTML 5手機數(shù)量相比2010年增長208.3%，達到3.36億部。預計到2013年，全球市場將擁有10億部支持HTML 5技術的手機[15]。咨詢公司ABI Research也做出預計，2016年全球擁有支持HTML5技術的移動設備至少將達21億部。

圖6所示為HTML5在移動終端的應用，包括元素類型和屬性、延伸用戶交互概念、Web存儲、平面動畫、CSS3選擇器、離線支持、帆布畫、視音頻流支持、地理定位應用程序接口（API）和增強表格等，HTML 5使移動終端的功能和性能提升、用戶體驗增強?？梢灶A見，基于HTML5技術的移動智能終端瀏覽器將成為主流，推動大數(shù)據(jù)時代移動終端的技術演進，打破基于操作系統(tǒng)的移動互聯(lián)網(wǎng)服務主導地位，促使移動智能終端成本下降，從而實現(xiàn)從本地應用到網(wǎng)絡應用的轉變。

5結束語

在大數(shù)據(jù)時代，移動終端是大數(shù)據(jù)的重要輸入輸出口，一方面大數(shù)據(jù)的需求推動移動終端的演進，另一方面移動終端的演進也促進大數(shù)據(jù)應用的發(fā)展。移動終端在智能化的同時，其技術演進目標是提升用戶體驗，這包括基于多種管道技術的多模集成、多傳感器集成、云計算與低功耗、HTML5技術等。無論是基于多管道技術的多模集成，還是多傳感器集成，都使移動終端的硬件系統(tǒng)變得越來越“胖”，提高了移動終端的感知和交互能力;移動終端的低功耗需要移動終端將復雜的計算和較大的存儲移向云端處理，簡化終端的處理復雜度;基于HTML5技術的移動互聯(lián)網(wǎng)服務不再受限于終端操作系統(tǒng)和終端類型，使移動互聯(lián)網(wǎng)服務從基于操作系統(tǒng)的本地應用升級到基于HTML 5瀏覽器的網(wǎng)絡應用，因此HTML5將成為移動終端的重要開發(fā)平臺而得到廣泛應用。

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