说起第一代移动通信系统,不能不提一下曾经鼎鼎大名的摩托罗拉公司。
1.摩托罗拉
摩托罗拉公司原名叫加尔文制造公司(Galvin Manufacturing Corporation),创立于1928年,由创始人之一的保罗·加尔文的名字命名。公司成立之初主要生产家用收音机用的电源转换器。1930年,加尔文公司开始生产销售汽车收音机,并创立了摩托罗拉这一品牌。在英文中,“motor”即“汽车”,“ola”则是当时英文中常用的后缀词。老板加尔文十分注重工程设计和产品品质,公司的业务做得很成功。20世纪20年代的美国汽车收音机如图2-13所示。
图2-13 20世纪20年代的美国汽车收音机
第二次世界大战前,美国军方已经意识到无线通信在军事上的价值,于是开始启动研制便于携带的无线电报话机,加尔文制造公司也参与了这方面的研究。1939年,加尔文公司推出了首个基于调幅的车载对讲系统,当时其主要被用于警察局和公共安全部门。1940年,加尔文公司又设计出了首个背负式调幅步话机SCR536。这款步话机后来成为第二次世界大战中美军使用的标准通话装备。
1943年,加尔文公司又为美军设计出世界上第一台便携式的双向调频对讲机SCR-300,如图2-14所示,这款对讲机重35英镑(约16 kg),由于采用了调频方式,所以通话距离达到了10~20英里(约16~32 km)。
图2-14 早期的摩托罗拉军用对讲机SCR-300
加尔文公司在电子和通信方面的技术实力非常强,产品可靠并且性能稳定,其在第二次世界大战中为美国军方设计并提供了很多无线电台。
1947年,随着摩托罗拉品牌的名气越来越大,加尔文公司干脆更名为摩托罗拉公司。第二次世界大战后,摩托罗拉拓展了原有的产品线,他的产品涵盖了车载电台、寻呼机、移动手机、对讲机、电视机等各种通信和电子设备。公司还组建了半导体芯片业务部门,涉足计算机中央处理芯片(CPU)、数字信号处理器以及模拟电路芯片等领域。摩托罗拉在20世纪70年代推出的微处理器MC68000,其性能超过了当时英特尔的同型产品,在汽车电子、计算机、游戏机中获得了非常广泛的应用。
1973年,蜂窝移动通信时代启动,摩托罗拉开发出了世界上第一个小型化的蜂窝移动通信系统Dyna TAC(Dynamic Adaptive Total Area Coverage)。
1983年,Dyna TAC系统获得美国联邦通信委员会(FCC)的批准,得以在全美部署,此后获得了很大的成功。
这一阶段,摩托罗拉的业务发展非常迅猛,如日中天。到1990年,摩托罗拉的营业额超过了一百亿美元,在IT公司中仅次于IBM和AT&T。
但是,进入20世纪90年代后,数字化通信开始兴起,摩托罗拉的业务发展开始出现问题。公司对于通信市场和新技术的发展趋势也做出了一些错误的判断。
首先,摩托罗拉认为其占据优势地位的模拟制式基站设备和手机的生命周期会很长,而早期竞争对手的数字化手机性能欠佳这一事实进一步加剧了这种误判,这成为摩托罗拉开始走下坡路的起点。
其次,对于当时即将出现的第二代移动通信系统的GSM和CDMA制式之争,摩托罗拉投入了美国本土的CDMA系统。而最终发展的结果,GSM相比于CDMA,无论是用户数、网络数,还是终端的种类都占有绝对的优势。当然,CDMA是美国本土发展起来的,因此摩托罗拉投入CDMA也是可以理解的。但是,这样就导致了摩托罗拉在系统设备和手机的研究与开发上渐渐落后于竞争对手爱立信和诺基亚。
另外,很长时间以来,摩托罗拉一直是一个技术领导者,在摩托罗拉内部,技术决定论一直占主导地位。但是到了数字电子技术时代,各个厂家之间在技术上的差异已经明显缩小。相反,在用户眼里,手机的功能、可操作性、外观等非技术因素很重要。在用户体验方面,摩托罗拉没有给予足够重视,因此,在这方面就落后于竞争对手。
后来,摩托罗拉试图通过快速地研发新产品来重新夺回市场份额。2005年,摩托罗拉开发了一款叫Razr的手机。作为一款超薄手机,它的设计还是很有吸引力的。依靠Razr,摩托罗拉在手机市场又夺回了一些份额。到2007年,Razr为公司带来了1亿部的销量。摩托罗拉首创的翻盖式Razr手机如图2-15所示。
图2-15 摩托罗拉首创的翻盖式Razr手机
不过,相对于竞争对手们不断推出的系列产品,摩托罗拉的产品组合还是偏弱的。最终,摩托罗拉的手机业务还是被更注重用户体验的诺基亚以及韩国的三星等新兴通信企业打败了。
在集团公司层面上,摩托罗拉的产品线很分散。20世纪90年代初,摩托罗拉在移动通信、数字信号处理器和计算机中央处理器3个领域的技术都是当时世界上最先进的。如果摩托罗拉能在这三大领域中的任何一个保持他的地位,他都可以活得好好的。但遗憾的是,他没能保住其中任何一个领域。由于没有聚焦以及企业内部存在的管理问题,他一度领先的半导体业务也渐渐落后于竞争者英特尔和德州仪器。他的半导体部门先是独立出来上市,后来又被私募基金收购,成为现在的freescale半导体公司。摩托罗拉的数字信号处理芯片如图2-16所示。
图2-16 摩托罗拉的数字信号处理芯片
值得一提的是,摩托罗拉还曾开发过一个叫铱星(Iridium)计划的卫星通信系统,铱星计划卫星如图2-17所示。1991年,摩托罗拉斥巨资启动铱星计划,项目投入高达50亿美元(其中10亿美元由摩托罗拉出资,其余部分为募集资金,以降低风险)。该项目计划用66颗低轨道卫星实现全球覆盖,开启个人卫星通信的新时代。当时,这是一个十分大胆的计划,在技术上也很先进,但是市场条件却并不成熟。项目的投资和系统的使用成本都过于高昂(一台手机需要约3 000美元,话费则高达7美元一分钟),而且只有当用户在室外,并且和天上的卫星之间没有遮挡时才能接收到信号,使之难以在汽车或者大楼内,甚至很多乡村的场景使用。因此,铱星计划在当时过于超前市场的需求,使得目标用户只能是为数不多的商业用户。依星计划的卫星分布如图2-18所示。图2-19为卫星手机。
图2-17 铱星计划卫星
图2-18 铱星计划的卫星分布图
图2-19 卫星手机(左边为Thuraya手机,右边为Iridium手机)
此外,后来蜂窝移动通信系统的快速普及和覆盖地域范围的增加也大大地侵蚀了卫星通信的市场。铱星计划最终以巨额亏损失败告终。这次失败对于摩托罗拉可谓是雪上加霜。
不过,铱星计划虽然失败了,其卫星资产后续又被人们以很低的价格收购,发展为Iridium Next,为偏远城区提供数据服务。同时期出现的全球卫星通GlobalStar也在正常运行中。
到了2014年,随着技术的发展以及卫星生产和发射成本的大幅降低,美国企业家埃隆·马斯克(Elon Musk)推出了规模更为庞大的星际通信计划Starlink。当然,这是后话了。
除了上面这些因素外,公司的内部管理其实存在严重问题。作为一家美国老牌的传统通信电子企业,摩托罗拉采用的一直是等级分明的管理体系,在文化上和硅谷的公司非常不同。摩托罗拉比较像一个庞大的帝国,按自己的节奏运转,渐渐地就失去了对环境、市场和竞争的敏锐性,导致公司缺乏执行力,无法如期完成项目和交付客户。(www.xing528.com)
因此,摩托罗拉最终的衰落在很大程度上是由于企业变大后持续创新的意识变弱,变得以自我为中心,过于执着于已有的技术优势,难以跟上市场变化和用户的节奏。而在智能时代,市场机会稍纵即逝,调整转型步伐迟缓很容易就会被市场抛弃。
2011年,困境中的摩托罗拉被拆分为两个部分,即摩托罗拉解决方案和摩托罗拉移动,分别从事移动通信的基站和手机业务。同年,谷歌收购了摩托罗拉移动,诺基亚则收购了摩托罗拉解决方案中的运营商业务部分。2014年,联想集团又从谷歌手中收购了摩托罗拉移动。至此,摩托罗拉仅剩下摩托罗拉解决方案,目前主要做些公共安全方面的通信业务。
虽然摩托罗拉已经衰落,但他曾经是一家十分了不起的公司,是模拟时代世界通信行业的先驱者和领导者。
说起模拟通信时代的移动电话,有一个人值得一提,他就是设计并开发了第一台便携式移动电话的马丁·库帕(Martin Cooper)。
2.马丁·库帕和大哥大
早期的无线电话基本都是车载式的,体积庞大,携带十分不便,只能安装在车上或别的固定使用场所。世界上第一台便携式的个人手提无线电话是由摩托罗拉公司的马丁·库帕团队在1973年完成设计并开发的。
马丁·库帕于1928年出生于美国加利福尼亚州圣迭戈北部的小镇德尔玛,他的父母是来自乌克兰的犹太移民。库帕在伊利诺伊斯理工大学电子工程系获得本科和硕士学位。
1954年,库帕辞掉了他在Teletype公司的第一份工作,加入摩托罗拉并成为一名开发工程师,从事移动通信设备的开发,十六年后,库帕成为通信系统部的研发负责人。
1971年,AT&T向FCC提出在全美部署蜂窝移动通信系统,摩托罗拉也开始对蜂窝移动通信系统和蜂窝网通信设备展开研究与开发。
库帕的愿景是,“无线电话应该是个人化的,一个人拥有一个号码,可以随身带着走。无线电话不应该固定在某个地方,或者某张桌子上”。据他自己介绍,设计便携式手机的灵感部分来源于电视剧Dick Tracy中的手腕电台。
1973年,库帕的研发团队构思了第一台可携带的个人手提无线电话,并用3个月的时间完成了样机研制。
库帕把第一台手持移动电话取名为Dyna TAC 8000x,这台手机重约1.1 kg,长25 cm,其中电池占了很大一部分,每次充电需要约10 h,而且只能支持约20 min的通话。对于待机和通话时间短这个问题,库帕幽默地调侃说,“通话时间只有20 min,这应该不是个大问题。考虑重量因素,其实用户用单手根本拿不了那么长时间”。Dyna TAC手机如图2-20所示。
图2-20 DynaTAC手机
不过,相比之前只能安装在车上使用的车载电话,库帕团队开发的移动电话可以随身带着走,已是终端设备非常大的进步了。
摩托罗拉在蜂窝网通信设备和移动电话上投入了很多的资金和研发力量。到1983年,库帕的团队把Dyna TAC手机的重量降低了一半,并获得了FCC的入网许可。于是,便携式移动电话开始进入人们的日常生活。
库帕在摩托罗拉共工作了29年,负责寻呼和蜂窝无线通信业务,后来又升任负责研发的副总裁。1986年以后,库帕和他的妻子Arlene Harris创立了Dyna LLC和其他若干家公司,其中最著名的是他在1992年创立的Arraycom,Arraycom后来成为国际上智能天线的领导者。
库帕还提出了小有名气的库帕定律(即无线电通信频谱效率定律,如图2-21所示)。这个定律预言,无线通信的频谱效率(即在某区域内单位频谱资源能传输的话务或数据流量)每30个月增加一倍。这个定律有点像半导体行业的摩尔定律。
图2-21 库帕的无线电通信频谱效率定律示意
目前来看,这样的趋势已经持续了100多年。随着频率复用、小区分裂、分集、新型调制、新型编码等各种技术的应用,如今总的频谱利用效率已是马可尼时代的上百万倍。不过,从目前无线通信的趋势来看,该定律离到达极限似乎已不太遥远了。
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