手机通信技术

**行動電話**，又稱**手提式電話機**或**手提電話**，簡稱**手機**，是可以在較大範圍內使用的可攜式電話，與固定電話（座機）相對。1990 年代中期以前價格昂貴且體積龐大，因此又有**大哥大**的俗稱。1990 年代後期逐漸普及化，如今已成為全球銷量最高的消費電子產品，也是現代人日常不可或缺的電子用品之一。

目前在全球範圍內使用最廣是的第四代。第四代行動通訊技術以 LTE 為主，支援高速資料傳輸的蜂巢式網路行動電話技術。4G 服務能夠同時傳送聲音（通話）及資訊、視訊、（電子郵件、即時通訊等）它是數位格式的。

手機外觀上一般都應該包括至少一個液晶顯示器和一套按鍵，現時採用觸控式螢幕的手機減少了按鍵，只剩下主頁及返回鍵。現代的手機除了典型的電話功能外，還包含了個人數位助理、遊戲機、MP3、照相機、錄音機、GPS 和連接網際網路等更多功能，它們都概括性地統稱作智慧型手機。

## 發展歷史

### 功能型手機

功能型手機（英語：Feature phone）是行動電話的主要類別。功能型手機擁有許多優點，所以能夠滿足許多族群的消費者要求。最早以蜂巢式基地台網路與手機之間進行通訊的電話網路，被稱為「第一代」行動通訊 (1G)。這也就是在西元 1980 至九十年代之時，於影視作品之中經常能見到被富貴階級的人物角色所使用的手提式電話。在這一類行動通訊系統之中有名的先驅是美國摩托羅拉公司的馬丁・庫珀博士。這種手機有多種格式，如 NMT、類比式行動電話系統、TACS，但是基本上使用分頻多工方式只能進行語音通訊，收訊不穩定，且保密性不足，無線頻寬利用不充分。此種手機類似於簡單的無線電雙工電台，通話時鎖定在一定頻率，所以使用可調頻電台就可以竊聽通話。這個時候，語音傳播是類比的，只能傳輸語音流量。由於受當時的電池容量限制、類比調變技術需要龐大的天線、以及積體電路的發展狀況等等制約，直到摩托羅拉推出 StarTAC 折疊式手機之前，這一類行動電話只能算是「可以移動」，仍無法達到「隨身攜帶」的標準。

這種第一代手提電話在早期因為外型因素，經常被很多人稱呼為「磚頭」或是「黑金剛」。因為受到影視作品之中所彩現的印象所影響，這種體積巨大的老式手機在民間也素有「大哥大」之稱。香港的花生油品牌獅球嘜於 1987 年製造「大哥大」外形的水壺作為贈品，並且大行其道，所以香港人亦稱呼這種手機做「水壺」，「大哥大」。在早期剛引進第一代行動電話網路的當時，使用「大哥大」是為一種身分象徵。以香港為例：於 1985 年，一部「大哥大」價值為兩萬九千港元，至 1990 年代，價值仍然達到一萬三千港元。

臺灣第一代的類比式行動電話網路於 1989 年由交通部電信總局引進，2001 年 11 月正式登出電信服務市場。原來所分配的 090、091 字頭門號，分別轉為第二代 GSM 行動電話網路之下的 0910、0911 字頭門號。

第二代行動電話 (2G) 由類比式語音通訊網路，演進為數位訊號交換通訊網路。它發端於西元 1990 年代初，於 1990 年代中期之後逐漸在世界各地普及，到西元 2010 年代中期仍在世界上廣泛分佈。通常這些手機使用歐洲規格的 GSM、CDMA 或者 PHS 這些十分成熟的標準，具有穩定的通話品質和合適的待機時間。該類手機具有通話和一些如時間日期等傳送的手機通訊技術，一般定義為無法直接傳送如電子郵件、軟體等資訊；只具有通話和一些如時間日期等傳送的手機通訊技術規格。在第二代行動電話網路的發展過程當中，為了適應日益增加的數據通訊需求，一些加強型的傳輸標準（又被稱為 2.5G 或甚至 2.75G）也依次在手機上得到支援，例如 GPRS、EDGE 和 WAP 服務。

臺灣第二代的數位式行動電話網路於西元 1997 年由電信業自由化政策實施之後的幾大業者分別引進，而經過頻寬使用執照的延期措施之後。一些手機廠商也將自己的一些手機稱為 2.75G 手機，其特色就是擁有比 GPRS 速率更快的 EDGE 功能。

### 智慧型手機

第 3 代行動通訊系統 (3G) 自西元 1990 年代末期開始研發，於西元 2000 年代前中期開始在世界各國陸續開始服務，目前已經逐漸得到廣泛的應用。第 3 代手機的開始目標之一是開發一種可以輕易地連接上網路，並能在全球通用的無線通訊系統，但實際上在最後還是逐漸演變出了多種不同的格式規格。目前在世界上主要有 W-CDMA、CDMA2000 和 TD-SCDMA 等規格在競爭。這些新的規格都基於 CDMA（分碼多重進接）技術，在頻寬利用和數據通訊方面都有進一步發展。而在高速資料傳輸和蜂窩行動通訊技術方面，於西元 2007 年 10 月新增 WiMAX 標準為第四種技術體制。

臺灣第三代的數位式行動電話網路於西元 2005 年由歷經合併和增設之後的五大業者所分別引進，在 2010 年起智慧型手機逐漸普及之後，已成為行動電話服務的主力。

3G 的後續改良規格又被稱為「3.5G」，它包括了 HSPA（HSDPA、HSUPA) 及 HSPA + 等技術規格，可以讓使用者享用 7.2M 到 42M 的下載速率。在提供高速資料服務的同時，安全性也得到了改善。3.5G 手一機偏重於安全和資料通訊，一方面加強個人隱私的保護，另一方面加強資料業務的研發，更多的多媒體功能被引入進來，手機具有更加強勁的運算能力，不再只是個人的通話和文字資訊終端，而是更多功能性的選擇。行動辦公及對通訊的強勁需求將使得手機與個人電腦的融合趨向加速，手機將逐漸擁有個人電腦的功能，這方面在手機市場上已經得到了充分的體現。

第四代行動電話網路 (4G) 是在西元 2010 年代中期之時世界上所普遍使用的高速行動網路，可分為 TDD-LTE（分時型長期演進技術）、FDD-LTE（分頻型長期演進技術）及 WiMAX（IEEE 802.16m）；而 TDD-LTE、FDD-LTE 規格在結構上已經進行了統一。第四代行動電話網路最重要的功能，就是搭配能夠上網執行各種網路服務的智慧型手機。第四代的行動電話技術將一般傳統的語音通訊完全當作是數據封包加以傳輸，這是和之前第三代網路非常不同的地方。由於作為第四代行動網路終端的智慧型手機在功能上已經猶如小型電腦一般，因此第四代行動網路與其說是數位式的高速電話通訊網路，更不如形容為是一種可以隨著基地台擴展使用範圍的巨大網際網路服務網路。

臺灣第四代的數位式行動電話網路於西元 2014 年開始服務，是以智慧型手機行動上網服務的新一代主力。預計在西元 2017 年將接收第二代行動電話網路撤除之後所留下的通訊頻寬。

4.5G 採用 LTE Advance Pro，其概念由華為於 2014 年底首次提出，並於 2015 年 10 月被 3GPP 確認成為 LTE 的新標準。如名字所示意般，4.5G 是 LTE、LTE Advance 的進一步技術演進，亦是各大網路商進入 5G 前的重要一站。4.5G 透過聚合載波、4x4 MIMO 以及 256 QAM 等技術，網路商可提供服務的 4G 網路容量及下載速度會較以往更多更快，有助解決網路塞車等問題。

5G 是 4G 之後的延伸，美國（高通）、中國大陸（華為）、韓國（三星）、日本 (NTT)、歐盟各國等等都在投入相當的資源研發 5G 網路。西元 2016 年 11 月 17 日，國際無線標準化機構 3GPP 第八十七次會議在美國拉斯維加斯召開，中國大陸華為主推 PolarCode（極化碼）方案，美國高通主推 LDPC 方案，法國主推 Turbo2.0 方案，最終短碼方案由極化碼勝出，之前長碼由 LDPC 勝出，底層規格確立。5G 網路預計即將於西元 2020 年時逐漸在各國開始佈建並進入實測。

### 名稱演變

移動電話在大中華地區從過往數種稱呼，到現在流行以「手機」為主，香港學者汪惠迪研究認為，這是語言經時間演變、自我調節的結果：

## 安全使用

由於手機發射一定份量的無線電波，有人質疑其安全性，特別是對大腦的影響，但目前未有確切科學資料證明有確切因果聯絡。

為了避免影響儀器的正常操作，很多地方禁止使用手機，例如：

* 在飛機起飛和降落的過程中，防止對控制系統產生干擾加大產生空難的概率，所以飛機上禁止使用手機；但由於科技的進步已逐漸可以使新一代製造的飛機克服困難，預計未來將可以使用，參見移動電話和飛行安全。在著名的 Discovery 頻道的流言終結者節目中指出，「手機訊號會導致『新一代』飛機失事」的流言破解，但因民航法規，僅在地面而未起飛實驗，且因安全關係仍禁止在飛機上使用手機。
* 在加油站、天然氣加氣站及存放易燃易爆化學品的倉庫地區，為了防止無線電訊號在金屬上產生打火導致爆炸事故，通常會禁止使用手機撥打和接聽電話，不過在流言終結者節目中指出為「流言破解」，但仍建議民眾以安全為第一考量。
* 在醫院有很多對電子裝置比較敏感的儀器（心臟監視、心電圖、腦電波監視、電子起搏器）和高純度氧氣，在這裡為了保證這些儀器的正常工作和安全考慮也不允許使用手機；但通常醫院允許 PHS 低功率行動電話使用。

除了上述三個場所較明確為人所知外，還有一些情況如行車時（參見移動電話和行車安全），以及諸多場所如電影院、音樂會、教室（教學場所）、考試場所、實驗室、會議室、圖書館或其他特定場所等一般會禁止使用手機和／或關掉響鬧功能，就算是可以使用也會要求手機改成震動並輕聲細語和長話短說，以免聲音干擾別人；在一些國家和地區可能禁止在大眾運輸系統上使用手機。

## 基本功能

* 全世界手機共通的緊急救援電話號碼是「112」。
* 手機輸入「\* # 0 6 #」能看到 15 碼的國際行動裝置辨識碼（IMEI），若手機遺失，經好心人拾取送往警察局，有報案過的失主可以以此 IMEI 序號拿回遺失的手機。
* 如需撥打國際長途電話，可在國際區號前撥「+」。

## 手機翻新

將舊手機用一些化學液體清理乾淨，再換上新殼，配上電池、充電器等附件，這個過程就是手機翻新。翻新主要包括更換主機板、外殼、重新整理手機軟體、重新包裝等過程。

翻新包括官方翻新與私人翻新。官方翻新由於是發售手機的公司自行回收試用機、媒體評測機、工程機、生產過程中的失誤造成的瑕疵機和專賣店樣品機重製，所以品質一般與全新手機相當。製作翻新機的目的一般是為了回收成本和降低電子垃圾污染。而因為這些機器的來源少，因此發售的數量也有限。官方翻新機為了防止第三方（包括代理專賣店）將翻新機當作全新機出售賺取差價，一般只通過廠商的官方網站出售。

美國的 Apple 與中國大陸的魅族均有推出官方翻新版本的手機，其價格比全新手機便宜，並且享有與全新機器一樣的保修制度。但由於翻新機需要拆機、檢查、重組等過程的費用，而且需要達到全新機器的品質，官方翻新機往往成本比全新機器更高。

私人翻新則是非出產原品牌手機廠進行的翻新。來源一般為二手機或是盜竊取得的贓機。品質參差不齊，目的一般只是單純的賺取利潤。因為機器來源比較開放，因此比較常見。購買方式一般是通過第三方網站（如淘寶網）或是非專賣的實體店來進行購買。

因為不是廠商官方翻新，因此市面上各大品牌的手機均有私人翻新手機。購買私人翻新手機可能出現硬體被掉包或者缺失的問題，尤其是智慧型手機，而且翻新者手藝也分高低，拆卸和組裝過程中可能有失誤，而部分注重牟利的翻新者則不會放棄瑕疵機的出售，因此翻新機的品質會參差不齊。常見的問題有螢幕鬆動進灰，頻繁當機和按鍵壽命短等。私人翻新無法提供正統的保修，部分地區也經常有不法商販拿翻新機充當全新機出售。

## 技術演進

## 參考文獻

## 相關閱讀

* 移動電話輻射對健康的危害
* 移動電話運營商列表
* 移動電話網路
* 移動電話密碼
* 行動應用程式
* 中國大陸行動終端通訊號碼

## 外部連結