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手機又稱移動電話,手提式電話機、手提電話,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,只有極少部分經濟實力較佳的人才買得起,而且體積龐大,因此又有大哥大的俗稱。1990年代後期大幅降價,如今已成為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三代和第四代行動通訊技術。在台灣4G最為普及。第四代移動通信技術LTE為主,支持高速數據傳輸的蜂巢式網絡移動電話技術。4G服務能夠同時傳送聲音(通話)及信息視頻、(電子郵件實時通訊等)它是數字制式的。目前整個行業正在向第五代移動通信技術遷移。

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,現時採用觸摸屏的手機減少了按鍵。現代的手機除了典型的電話功能外,還包含了個人數字助理遊戲機MP3照相機錄音機GPS和連接因特網等更多功能,它們都概括性地統稱作智能型手機

在2019年第四季度,根據IDC的數據,全球zh-cn:智能手机; zh-tw:智能型手机; zh-hk:智能电话;出貨量同比下降1.1%,前五名依次為蘋果公司三星集團華為小米集團OPPO[1]

發展歷史

功能手機

最早以蜂巢式基地台網絡與手機之間進行通訊的電話網絡,被稱為「第一代」行動通訊(1G)。這也就是在公元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。這種手機有多種制式,如NMT、AMPS、TACS,但是基本上使用頻分復用方式只能進行語音通信,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,語音傳播是模擬的,只能傳輸語音流量。由於受當時的電池容量限制、模擬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折迭式手機之前,這一類移動電話只能算是「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渲染的印象所影響,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」。在早期剛引進第一代移動電話網絡的當時,使用「大哥大」是為一種身份象徵。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。

台灣第一代的模擬式移動電話網絡(使用北美AMPS系統)於1989年由交通部電信總局引進,2001年11月正式退出電信服務市場。原來所分配的090、091字頭門號,分別轉為第二代GSM移動電話網絡之下的0910、0911字頭門號。

第二代移動電話(2G)由模擬式語音通訊網絡,演進為數字訊號交換通訊網絡。它發端於公元1990年代初,於1990年代中期之後逐漸在世界各地普及,到公元2010年代中期仍在世界上廣泛分布。通常這些手機使用歐洲規格的GSMCDMA或者PHS這些十分成熟的標準,具有穩定的通話質量和合適的待機時間。該類手機具有通話和一些如時間日期等傳送的手機通信技術,一般定義為無法直接傳送如電子郵件、軟件等信息;只具有通話和一些如時間日期等傳送的手機通信技術規格。在第二代移動電話網絡的發展過程當中,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持,例如GPRSEDGEWAP服務。

台灣第二代的數字式移動電話網絡於公元1997年由電信業自由化政策實施之後的幾大業者分別引進,而經過帶寬使用執照的延期措施之後,於公元2017年6月退出電信服務市場。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。

智能手機

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第3代移動通信系統(3G)自公元1990年代末期開始研發,於公元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絡,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制式規格。目前在世界上主要有W-CDMACDMA2000TD-SCDMA等規格在競爭。這些新的規格都基於CDMA(碼分多址)技術,在帶寬利用和數據通信方面都有進一步發展。而在高速數據傳輸和蜂窩移動通訊技術方面,於公元2007年10月新增WiMAX標準為第四種技術體制。

台灣第三代的數字式移動電話網絡於公元2005年由歷經合併和增設之後的五大業者所分別引進,在2010年起智能型手機逐漸普及之後,已成為移動電話服務的主力。

3G的後續改良規格又被稱為「3.5G」,它包括了HSPAHSDPAHSUPA)及HSPA+等技術規格,可以讓用戶享用7.2M到42M的下載速率。在提供高速數據服務的同時,安全性也得到了改善。3.5G手一機偏重於安全和數據通訊,一方面加強個人隱私的保護,另一方面加強數據業務的研發,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信息終端,而是更多功能性的選擇。移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。

第四代移動電話網絡(4G)是在公元2010年代中期之時世界上所普遍使用的高速行動網絡,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。第四代移動電話網絡最重要的功能,就是搭配能夠上網執行各種網絡服務的智能型手機。第四代的移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絡非常不同的地方。由於作為第四代行動網絡終端的智能型手機在功能上已經猶如小型計算機一般,因此第四代行動網絡與其說是數字式的高速電話通訊網絡,更不如形容為是一種可以隨着基地台擴展使用範圍的巨大因特網服務網絡。

台灣第四代的數字式移動電話網絡於公元2014年開始服務,是以智能型手機行動上網服務的新一代主力。預計在公元2017年將接收第二代移動電話網絡撤除之後所留下的通信帶寬。

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,亦是各大網絡商進入 5G 前的重要一站。4.5G透過聚合載波、4x4 MIMO 以及256 QAM 等技術,網絡商可提供服務的 4G 網絡容量及下載速度會較以往更多更快,有助解決網絡塞車等問題。

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網絡。公元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韋加斯召開,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[2],之前長碼由LDPC勝出,底層規格確立。5G網絡預計即將於公元2020年時逐漸在各國開始布建並進入實測。

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:

流行名稱變遷
年份 香港 澳門 台灣 新加坡 上海 北京
1995年-1996年 流動電話 手提電話 行動電話 隨身電話 移動電話 移動電話
1996年-1997年 流動電話 手提電話 行動電話 隨身電話 大哥大 移動電話
1997年-1998年 手提電話 流動電話 行動電話
大哥大
隨身電話 手機 移動電話
1998年-1999年 手提電話 流動電話 行動電話 流動電話 手機 移動電話
1999年-2000年 流動電話 手機 行動電話 手機 手機 手機
2000年-2001年 流動電話 流動電話 手機 手機 手機 手機
2001年-2002年 手機 手機 手機 手機 手機 手機
備註
  • 參照汪惠迪的研究制表,此列當時流行而非起源。
  • 1997年正逢台灣大哥大成立。

安全使用

由於手機發射了一定的無線電波,因此可能會產生一定的輻射,對人體特別是頭部接近大腦部分的組織產生一定的影響,故其安全性經常受到質疑,儘管目前還沒有確切的科學數據證明手機與某些腦部疾病有確切的因果聯繫。

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:

  • 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。
  • 加油站天然氣加氣站及存放易燃易爆化學品的倉庫地區,為了防止無線電信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慮。
  • 醫院有很多對電子設備比較敏感的儀器(心臟監控、心電圖腦電波監控電子起搏器)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低功率移動電話使用。

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,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碼的國際移動設備辨識碼(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。

視頻

手機 相關視頻

手機的發展歷史
從大哥大到iPhone XS,你不知道的手機演變史

參考文獻