手机的发展历史

　　我们都知道，电灯是爱迪生发明的，电报是莫尔斯发明的，电话是贝尔发明的，可有多少人知道手机是谁发明的？什么，你不知道？不要紧，因为大部分人跟你一样，都不知道。手机的发明人，马蒂·库珀(Marty Cooper) ，位列十大默默无闻技术之父的首位。
　　1973年，库珀申请了一项名为“无线电通话系统”的专利，当时他正在电信设备制造商摩托罗拉工作。他是全球首位通过移动设备拨打电话的人(他第一次手机通话是打给正在贝尔实验室工作的一名竞争对手)。对方当时也在研制移动电话，但尚未成功。库帕后来回忆道：“我打电话给他说：‘乔，我现在正在用一部便携式蜂窝电话跟你通话。’我听到听筒那头的‘咬牙切齿’——虽然他已经保持了相当的礼貌。”
　　时至今日，手机影响着我们的交往方式，使得距离不再成为问题。如此重要的发明人，为什么不太为人所知呢？
　　我想，原因主要在于，随着科技的进步，过去那种个人英雄主义式的伟大发明，将变得越来越少见。一个科技产品的研发，离不开一个团队。手机发明人所在的团队，就是摩托罗拉公司。要说到手机的发展史，我不得不花大篇幅来谈谈这个摩托罗拉公司。
　　　　
　　摩托罗拉公司原名加尔文制造公司（Galvin Manufacturing Corp），创立于 1928 年，由创始人之一的保罗.加尔文的名字命名。它最早是生产汽车里的收音机的，摩托罗拉则是这种收音机的品牌。摩托罗拉一词 Motorola 的前五个字母 Motor 表示汽车，ola 是美国很多商品名称喜欢用的后缀，比如可口可乐 Coca Cola 。二战前，美国军方已经认识到无线电通信的重要性，开始研制便携式无线通信工具，并且自己研制出一款报话机（Walkie Talkie）SCR-194 。但是非常笨重，不很适用。摩托罗拉的一些工程师参与了这项研究。1940年，摩托罗拉研制出真正用于战场的报话机 SCR300，它是一个可调谐的高频调频通信设备，重十六公斤，有效通讯距离十六公里左右，被美军广泛应用于通信。1942 年，摩托罗拉公司再接再厉，研制出“手提式”的对讲机（Handy Talkie）SCR-536 。这个超级“大哥大”重四公斤，在开阔地带通信范围一公里半，在树林中只有三百米。即使如此，那时美军的通信装备也高出其它国家一大截。从这一系列军用设备可以看出，摩托罗拉在无线电通信方面的实力很强，它的调频技术和天线技术都是领先于世界的。同时，作为美国军方和政府部门的供应商，摩托罗拉产品的稳定性和鲁棒性（Robustness）都很好。这从某种程度上讲是摩托罗拉产品的基因。至今，很多摩托罗拉的产品仍然如此。我经常看到这类报道，在一个荒郊野外出了车祸，大家都拿出手机呼救，最后只有摩托罗拉的手机能打出去。但是，很多事情是双刃剑，过分注重技术和品质使得摩托罗拉在商业上的灵活性远不如诺基亚和三星等竞争对手。
　　二战后，摩托罗拉作为品牌名气越拉越大，人们一说起无线通信就首先会想到摩托罗拉。直到二十年前，摩托罗拉一直垄断这个市场，从对讲机、早期的手机，即大哥大，到九十年代初风靡中国，城市里人手一个，万元户腰里一排的 BP 机。人们甚至忘了它公司的名称加尔文制造公司，于是，1947 年公司干脆改名摩托罗拉，由此可见当年摩托罗拉名头之响。
　　从二战后到九十年代初，可以讲是摩托罗拉红火的年代。摩托罗拉在模拟无线通信方面有任何公司都无法比拟的技术优势，并且创造出多项世界第一。美国通信界对通信有一种通用的分类方法，即分为：有线单向（如闭路电视）、有线双向（如电话）、无线单向（如收音机）和无线双向（如手机电话和 WIFI）四种。长期以来，直到十几年前，AT&T 一直是有线通信之王，RCA 是无线单向通信的老大，而摩托罗拉是不折不扣的无线双向通信的霸主。我们从前一节可以看到，摩托罗拉的核心业务都和双向的无线通信有关。
　　大家公认摩托罗拉是当今手机通信的发明公司，虽然 AT&T 声称它的无绳电话比摩托罗拉的手机早，但是大家知道无绳电话和手机电话是两回事。由于 AT&T 扎根于有线通信，不自觉地会抵触无线通信。移动电话刚起步时，AT&T 预计到 2000 年全球不超过一百万用户，这个估计比后来 2000 年时的实际数目小了一百倍。所以，AT&T 自然不会把重点放在移动通信上。而摩托罗拉正相反，它在有线通信上不可能有作为，就自然而地押宝在移动通信上，领导和推动了移动通信的潮流。
　　到九十年代初，摩托罗拉在移动通信、数字信号处理和计算机处理器三个领域都是世界上技术最强的 player。更难能可贵的是，它的产品声誉极好。八十年代末，摩托罗拉对讲机对讲机就可以在钢铁包围的大货轮货舱里和岸上的同事通话，这是任何其他同类产品做不到的。
　　　　
　　关于摩托罗拉的辉煌，就先介绍到这里，下面得介绍其衰落史。作为一个技术人员，我对摩托罗拉的历史非常感兴趣，同时我也觉得，手机的演变史中，可以见到摩托罗拉从摩托罗拉的发展和衰退的足迹。
　　各家运行商中，2009年广告打得最多的是什么？是“3G”。那么什么是3G呢？
　　3G，其实就是第三代的意思。我们现在用的GSM网络的，属于第二代，或者说是2.5代。最早不能上网那种GSM网络的，是第二代，带GPRS网络的，是2.5代，带Edge的，就是2.75代了。
　　再往前倒，第一代的，就是1G了。第一代手机（1G）是指模拟的移动电话，也就是在20世纪八九十年代香港美国等影视作品中出现的大哥大。最先研制出大哥大的是美国摩托罗拉公司的 Cooper博士。由于当时的电池容量限制和模拟调制技术需要硕大的天线和集成电路的发展状况等等制约，这种手机外表四四方方，只能成为可移动算不上便携。很多人称呼这种手机为“砖头”或是黑金刚等。
　　　　
　　作为移动通信的领导者，摩托罗拉自然地垄断了第一代移动通信市场。第一代移动通信是基于模拟信号的，天线技术和模拟信号处理技术的水平决定了产品的好坏。而产品的外观式样根本不用考虑。在技术方面，没有公司能挑战摩托罗拉。因此，摩托罗拉的手机虽然卖的贵（那时在中国一个好的手机要两万元），仍然占领了世界百分之七十的市场。其它公司要想和摩托罗拉竞争，只能寄希望于下一代了。
　　在第二代移动通信刚开始时，欧洲联合起来了。以往欧盟各国只能算是松散的联盟，在技术上很难单独和美国抗衡。即使搞出一个不同于美国的行业标准，也很难在世界上占主导，比如彩电的 PAL 制式。近二十年来，欧洲独立于美国单独行事的意识越来越强，同时吸取了各自为战的失败教训。明显加强了内部的合作。终于在第二代移动通信上超越了美国。
　　1982 年欧洲邮电管理委员会 European Conference of Postal and Telecommunications Administrations (CEPT)提出了数字移动通信的标准 Groupe Spécial Mobile，简称 GSM 。后来这个标准流行于世，欧洲又把它改称为 Global System for Mobile communications , 因此很多人以讹传讹误以为 GSM 是后者的缩写。1989 年，该标准被提交到欧洲电信标准局，第二年便成为欧洲后来乃至成为世界的第二代移动通信标准。GSM 的技术核心是时分多址技术（TDMA），即将每个无线频率均匀地分给八个（或者十六个）手机用户，每个用户交互地占用八分之一的信道时间。（注：人们通话时，语音直接的间歇时间其实很长，只有语音编码做的合理，就可以几个用户共用一个信道。）GSM 实现简单，在成为欧洲标准的第二年，即 1991 年，就由爱立信和一家芬兰公司架设了第一个 GSM 的移动通信网。两年后，包括中国在内的四十几个国家采用 GSM 标准，今天，GSM 占世界手机用户的 80%，据称达 20 亿用户。
　　在欧洲人行动的同时，美国人并没有闲着，他们似乎比欧洲人更努力。整个欧洲只搞出一个标准，而只有欧洲人口三分之一的美国居然搞出了三个数字通信的标准，其中两个和 GSM 一样是基于 TDMA 的标准，而第三个是很先进的码分多址 CDMA 标准。（以后有功夫再介绍 CDMA ，这里就不赘述了。）结果就不用说了，美国注定在第二代移动通信标准上注定失败。
　　美国在标准之争上的失败间接影响的摩托罗拉手机今后的竞争力。当然，在标准上失败并不意味着摩托罗拉在手机市场上会失败，就像不拥有任何标准的三星公司照样在手机上抢到了世界市场的一席之地。摩托罗拉失去手机市场统治地位的原因还必须从自身找。这里面既有无法抗拒的命运的捉弄，也有人为的因素。
　　摩托罗拉并不是没有看出数字手机将来必将代替模拟手机，而是很不情愿看到这件事发生。作为第一代移动通信的最大收益者，摩托罗拉要尽可能地延长模拟手机的生命期，推迟数字手机的普及，因为它总不希望自己掘自己的墓。如果过早地放弃模拟手机，就等于放弃已经开采出来的金矿，而自降身价和诺基亚的公司一同从零开始。尤其在刚开始时，数字手机的语音质量还远不如摩托罗拉砖头大小的大哥大，更使摩托罗拉高估了模拟手机的生命期。和所有大公司一样，在摩托罗拉也是最挣钱的部门嗓门最大，开发数字手机的部门当然不容易盖过正在挣钱的模拟手机部门，因此，摩托罗拉虽然在数字手机研发上并不落后，但是，进展缓慢。一旦各个竞争对手推出各种各样小巧的数字手机时，摩托罗拉才发现自己慢了半拍。
　　当然，以摩托罗拉技术和市场的优势赶上这半步照说应该不难，但是，摩托罗拉另一根基因使得它很难适应新的市场竞争。在模拟通信设备市场上，技术占有至关重要的位置，其它方面，比如方便性，外观都不重要。而且模拟电子技术很大程度上靠积累，后进入市场的公司很难一年两年赶上。玩过发烧音响的读者知道，音响的数字设备，比如播放机，各个牌子差异不是很大，而模拟部分比如喇叭不同厂家的差异有天壤之别。日*本的 SONY 和先锋至今做不出美国 Harman Kardon 和 Infinity 那种高质量的喇叭。在摩托罗拉内部，很长时间里，也许直到今天，技术决定论一直占主导。在数字电子技术占统治地位的今天，各个厂家之间在技术上的差异其实很小，这一点点差别远远不足以让用户选择或不选择某个品牌的产品。相反，功能、可操作性、外观等非技术因素反而比技术更重要。在这些方面，摩托罗拉远远比不过诺基亚和亚洲的对手。像搞研发的一些朋友，常常很看不上诺基亚和三星等公司的做法“他们换一个机壳或者颜色就算是一款新手机”，但是，普通用户还真的很买后者这种做法的帐。
　　　　
　　公平地讲，摩托罗拉的手机技术是领先的。他们每个细节，都做到最好，哪怕他所做的细节，你感觉不到。举个例子，摩托罗拉有一项技术专利，可能不太为人所知，叫丽音技术，它内置了众多的环境音，在通话时可以根据用户所处环境，自动分辨出噪音，并对其进行反向消除，这样就有效的清除掉了背景噪音，大大提高通话的质量。目前丽音技术已经进入到了第二代，第二代MOTO丽音最大的升级之处在于其采用了硬件模块，内置的硬件模块可以存储更多噪音数据文件，更准确迅速的衰减噪音，只传输有效话音信息和舒适背景噪音给受话方，并根据用户所处的环境背景噪声，动态调整手机听筒的语音通话效果来确保清晰通话质量。同时这种技术不仅可在嘈杂环境中有效改善通话质量，而且还能够在安静的环境下适当降低音量，避免通话内容泄露。为了细小的改善，摩托罗拉会下很大的功夫，而不像国内只追求大音量，哪怕喇叭震破了。但是，在亚洲，手机不仅仅是一个电话，它是个人通信的平台，是生活的一部分，甚至有人在上面镶上钻石作为身份的象征。（这有点像两百年前欧洲人的手杖，其实不是为了支撑身体。）在满足后者需求上，诺基亚和以三星为首的亚洲做到更好。
　　　　
　　手机的发展历史中，从1G到2G的时代基本讲完了，似乎该讲3G了。但是讲3G之前，我还意犹未尽，想说说摩托罗拉的“铱星计划”，它的“铱星手机”估计听到过的人不多，但在手机历史上注定要留下重要的一笔，因此不可错过。大家都知道，我们现在用的手机，是要靠建立一大堆基站来发射和接收信号的，没基站的地方，手机，自然就失去了作用。但是，使用摩托罗拉的“铱星手机”，则可以在全球任何地方，进行语音通话。大家都记得去年的汶川大地*震吧，当时有线电话线路被毁，手机的基站被毁，通信中断，很多亲人无法联系，生死不明。北川震后一天都毫无音讯从里面传出来。如果有一台铱星手机，这一切问题就都能迎刃而解。
　　可能大家要发问了，这么好的东西，为何没普及开来啊？
　　铱星计划是一个让许多摩托罗拉人兴奋不已的想法。
　　革命性的想法从何而来？对于摩托罗拉的工程师巴里•伯蒂格来说，它来自于妻子在加勒比海度假时的抱怨，说她无法用手机联系到她的客户。回到家以后，巴里和摩托罗拉在亚利桑那州工作的卫星通信小组的另外两名工程师想到了一种铱星解决方案——由77颗近地卫星组成的星群，让用户从世界上任何地方都可以打电话。由于金属元素铱有 77 个电子，这项计划就被称为了铱星计划，虽然后来卫星的总数降到了 66 个。
　　　　
　　这是个好的创意吗？尽管遭到伯蒂格顶头上司的否决，这一计划却得到了摩托罗拉总裁罗伯特•高尔文的青睐并给予了支持。对于罗伯特，以及他的儿子克里斯 •高尔文（后来成为他的继任人）来说，铱星计划是摩托罗拉技术高超的显示，具有巨大潜力，令人振奋，决不可放弃。对于摩托罗拉的工程师们来说，建立铱星群的挑战是一次经典的“技术拉锯战”——50多亿美元的代价终于让他们在1998年将铱星首次投入使用。
　　这是一个非常宏伟而超前的计划，它最大的技术特点是通过卫星与卫星之间的传输来实现全球通信，相当于把地面蜂窝移动系统搬到了天上。从技术讲，铱星系统是相当了不起的，它采用星际链路。在极地，66 颗卫星要汇成一个点，又要避免碰撞，难度很高。从管理上讲，它又是一个完整的独立网，呼叫、计费等管理是独立于各个国家通信网的。（这种独立计费再后来给它的运营带来很***烦。）低轨道卫星与目前使用的同步轨道卫星通信系统比较有两大优势：首先，因为轨道低，只有几百公里，信息损耗小，这样才可能实现手机到卫星的直接通信。我们现在的任何手机都不可能和三万公里以外的同步卫星直接通信；第二，由于不需要专门的地面基站，可以在地球上任何地点进行通信。 1991 年摩托罗拉公司联合了好几家投资公司，正式启动了“铱星计划”。1996 年 ，第一颗铱星上天；
　　1998年11月1日，在进行了耗资1.8亿美元的广告宣传之后铱星公司展开了它的通信卫星电话服务。开幕式上，副总统阿尔•戈尔用铱星打了第一通电话。电话机的价格是每部3，000美元，每分钟话费3-8美元。结果却令人不无沮丧。到1999年4月，公司还只有1万个用户。面对着微乎其微的收入和每月四千万美元的贷款利息，公司陷入了巨大的压力之中。4月里，就在公司宣布其季度财务报告的前两天，首席执行官斯坦阿诺辞职，宣称他与董事会在战略问题上发生了分歧。公司内部一位资深人员约翰•理查德森迅速接替斯坦阿诺成为临时首席执行官，但毁灭的阴影却已经笼罩了上来。
　　　　
　　1999年6月，铱星解雇了15％的员工，甚至包括几位参与了公司营销战略规划的经理。8月，它的用户只上升到2万个，离贷款合同要求的5万2千个相去甚远。1999年8月13日，星期五，在拖欠了15亿美元贷款的两天之后，铱星提出了破产保护的申请。
　　半年后的 2000 年 3 月 18 日，铱星公司正式破产。铱星成了美丽的流星。66 颗卫星在天上自己飞了几年，终于于 2001 年被一家私募基金公司（Private Equity）以两千五百万美元的低价买下。
　　铱星计划是通信史上一个流星，一个美丽的故事（A Beautiful Story）。摩托罗拉公司很聪明地利用其技术优势吸引了全世界的眼球。该计划一出炉就引起世人的广泛注目，也赢得了风险投资家的青睐。摩托罗拉为此自己拿出了十亿美元，同时钓鱼似的从投资公司有拿到近五十亿美元，从而大大降低了自己的风险。但是，在商业运作上，摩托罗拉做得很不成功。首先，市场分析现在看来就有问题，成本过高导致用户数量不可能达到预计的盈利所必需的规模。而成本过高的原因又是技术选择的失误造成的。摩托罗拉长期以来都是一个了不起的技术公司，它长于技术，但是过分相信技术的作用。铱星计划在技术上是无与伦比的，但是，过于超前市场的技术不仅导致成本过高，而且维护费用也是巨大的。另外，引入风投本身的弊端在项目的后期凸显出来，那就是投资者为了收回投资，过早将铱星系统投入商用，当时这个系统通话的可靠性和清晰度很差，数据传输速率也仅有 2.4Kps ，因此除了打电话没法做任何事，这使得潜在的用户大失所望。概况来讲，就是铱星计划太超前了，它开业的前两个季度，在全球只有一万个用户，而当初市场的分析去乐观地预计，仅在中国就能有这个数的十倍。在后期商业运作上。铱星公司问题很多，最终导致银行停止贷款、部分股东撤回投资，并导致公司在股市上停盘的致命打击。
　　现在，仍然可以买到铱星手机。在淘宝搜索“铱星”，能找到不少卖家价钱在1万到1万6之间。据说，这类手机在国内也还比较畅销，针对于特定野外探险的人群进行销售。这种几乎成了奢侈品，像我们这等普通大众，是无福消受了。