技術(shù)生態(tài)與移動通信技術(shù)演變

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一、研究綜述

(一)技術(shù)生態(tài)相關(guān)理論

Hannah與Freeman較早關(guān)注到“技術(shù)生態(tài)”問題，并且認為技術(shù)間是以“共生”的狀態(tài)協(xié)同演化的，單一技術(shù)的演化離不開相關(guān)技術(shù)與技術(shù)生存環(huán)境的影響。吳彤提出的技術(shù)生態(tài)學(xué)是從生態(tài)學(xué)視角衍生出來的，把技術(shù)生態(tài)學(xué)看作是利用生態(tài)學(xué)的理論方法分析技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)外部相互關(guān)系的理論科學(xué)。黃魯成等對專利技術(shù)進行生態(tài)學(xué)的描述，提出技術(shù)的個體、種群和群落的概念;認為技術(shù)群落具有層次性、動態(tài)性、整體性等特征，簡單分析了技術(shù)群落演化的動力機制。毛薦其等認為技術(shù)間存在競爭、共生等相互關(guān)系，技術(shù)具有一定的自組織性能夠自創(chuàng)生、自穩(wěn)定;他還認為技術(shù)間、技術(shù)與環(huán)境間是相互影響協(xié)同演化的。EvaJablonka等認為技術(shù)的繁殖方式是多種多樣的，不僅可以通過遺傳的方式，還可以通過分裂、芽生、斷裂等分開然后再漸漸融合的方式進行繁殖，他還認為生境是促進技術(shù)演化的重要因素。GediminasAdomavicius等認為探討技術(shù)演化過程時，不應(yīng)只考慮單個技術(shù)，而應(yīng)把它們看成是一個包含相關(guān)技術(shù)整體的動態(tài)系統(tǒng)，并依據(jù)技術(shù)在技術(shù)生態(tài)中扮演的三種角色———組件、產(chǎn)品和應(yīng)用、支撐和基礎(chǔ)設(shè)施來分析技術(shù)的演化，提出技術(shù)演化的生態(tài)模型。Podolny等基于技術(shù)生態(tài)位理論以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為對象，研究了技術(shù)的演化和相互之間的競爭;并使用專利數(shù)據(jù)來測定技術(shù)的生態(tài)位，表明同一生態(tài)位的技術(shù)競爭更加激烈，可通過技術(shù)差異化以實現(xiàn)生態(tài)位的分離，即降低技術(shù)生態(tài)位的重疊度。張米爾和楊阿猛從技術(shù)共生集成的角度分析了朗科優(yōu)盤的產(chǎn)品開發(fā)過程，構(gòu)建了技術(shù)集成創(chuàng)新和產(chǎn)品衍生兩種模型。

(二)移動通信技術(shù)相關(guān)研究

移動通信技術(shù)經(jīng)過三個階段的發(fā)展，至今已經(jīng)相對成熟。從技術(shù)生命周期來看，移動通信技術(shù)已經(jīng)進入了技術(shù)生命周期的成熟期即S曲線的成熟期;從移動通信技術(shù)發(fā)展階段來看，移動通信技術(shù)進入了第四階段(4G)的研究與嘗試。總結(jié)來說，對移動通信技術(shù)系統(tǒng)的研究主要集中于以下幾點:一是對完善第三代移動通信技術(shù)系統(tǒng)(3G)的研究，3G移動通信技術(shù)系統(tǒng)雖然基本實現(xiàn)了前兩代移動通信無法實現(xiàn)的全球漫游技術(shù)和高速率數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及相對靈活的、高智能的多媒體業(yè)務(wù)等用戶需求的功能，但是3G在通信的速度、產(chǎn)品的智能性、靈活性和技術(shù)的兼容性等方面仍有上升空間。二是第四甚至第五代移動通信技術(shù)的研究及對4G系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能的研究與假設(shè)，移動通信新技術(shù)包括了正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)、切換技術(shù)、IPv6協(xié)議技術(shù)、多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)、軟件無線電技術(shù)等。三是對前三代移動通信技術(shù)演化規(guī)律的總結(jié)，我國對移動通信技術(shù)的研究，在第一代時是完全落后的，需要依賴發(fā)達國家的供應(yīng)，等到第二代移動通信我國開始引進并模仿，第三代移動通信時期我國才有了自主研發(fā)的相關(guān)移動通信技術(shù)，并積極備戰(zhàn)迎接第四代移動通信的來臨。四是對推動移動通信系統(tǒng)完善和向前演化的重要技術(shù)的研究，核心技術(shù)是推動一個技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的重要動力，一個國家只有掌握核心技術(shù)才能自主發(fā)展相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)，另外對于與移動通信技術(shù)競爭或共生的技術(shù)的研究也頗受重視。五是對移動通信技術(shù)運用領(lǐng)域即實現(xiàn)功能的研究，移動通信技術(shù)不僅僅運用于日常通話，還運用于其他如礦井、數(shù)字助理和掌上數(shù)控系統(tǒng)等方面;另外，關(guān)于運用移動通信對人們的生活及生產(chǎn)的影響的研究也頗受重視。

二、技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)組成與關(guān)系結(jié)構(gòu)

(一)技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)組成

自然生態(tài)系統(tǒng)中生物間存在著捕食、相互競爭、互惠共生、寄生等相互關(guān)系，并且生物與外界環(huán)境是相互影響協(xié)同演化的，同樣的，技術(shù)的演化過程也不是孤立進行的。技術(shù)在演化過程中，一方面技術(shù)生態(tài)環(huán)境中的知識、技術(shù)元、信息等技術(shù)生態(tài)因子的不斷轉(zhuǎn)化來完善技術(shù)自身，另一方面通過與相關(guān)技術(shù)的競爭、協(xié)同，不斷改變技術(shù)自身來適應(yīng)生存環(huán)境。技術(shù)與生物有類似的生存機制和演化機制。借鑒自然界劃分生態(tài)系統(tǒng)的方法，即按生物在生態(tài)系統(tǒng)中扮演的角色和生物之間關(guān)系劃分技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的方法。按照技術(shù)在技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中扮演的角色和技術(shù)之間的關(guān)系來分析技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的組成。首先，按照技術(shù)在技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中的重要性即扮演的角色的重要程度，把技術(shù)系統(tǒng)分為核心技術(shù)和輔助技術(shù)兩類;其次，根據(jù)輔助技術(shù)與核心技術(shù)的關(guān)系把輔助技術(shù)劃分為競爭技術(shù)和共生技術(shù)兩類。把與核心技術(shù)協(xié)作或配合的輔助技術(shù)稱作共生技術(shù)，與核心技術(shù)和共生技術(shù)競爭的所有技術(shù)稱為競爭技術(shù)。分析技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化的外在驅(qū)動力，主要是社會/政府驅(qū)動、技術(shù)驅(qū)動、經(jīng)濟驅(qū)動以及消費者的需求驅(qū)動。如圖1所示，技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中的技術(shù)間存在直接或間接的關(guān)系，并受到技術(shù)所在的外界環(huán)境的影響;技術(shù)間的關(guān)系非常復(fù)雜，可以用競爭和共生兩種作用來概括;選定核心技術(shù)，通過劃分剩余技術(shù)與核心技術(shù)的相互作用的特點來把剩余技術(shù)劃分為競爭技術(shù)與共生技術(shù)兩類。

(二)技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系結(jié)構(gòu)

技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的組成并不是組成技術(shù)的簡單疊加，而是相互之間存在著密切的聯(lián)系，是一個相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體，另外，技術(shù)各層次間也存在著相互作用。依據(jù)已確立的技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，接下來分析輔助技術(shù)、競爭技術(shù)、核心技術(shù)三者的相互關(guān)系。技術(shù)元是組成各技術(shù)的主要底層因子，技術(shù)元在知識、信息、智因等相互作用下能夠相互結(jié)合組成新的技術(shù)或者改進原有技術(shù)，因此可以認為技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中各種技術(shù)的相關(guān)技術(shù)元組成技術(shù)基礎(chǔ)層。核心技術(shù)是技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化的主要決定性因素，核心技術(shù)的演化會直接影響技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中其余各技術(shù)演化的進程，進而導(dǎo)致技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中的技術(shù)的技術(shù)生態(tài)位整體躍遷;另外，競爭技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)核心技術(shù)的大部分或一部分功能，并且對核心技術(shù)影響力較大，它與核心技術(shù)共同組成核心技術(shù)層。其他與核心技術(shù)協(xié)作或配合以及與技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中其他組件技術(shù)協(xié)作或配合的外圍技術(shù)統(tǒng)稱為共生技術(shù)，組成外圍技術(shù)層。從技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部來說技術(shù)相互之間的關(guān)系為:核心技術(shù)演化影響整個系統(tǒng);競爭技術(shù)升級使得核心技術(shù)或相關(guān)共生技術(shù)為與之競爭而升級進一步影響整個技術(shù)系統(tǒng);共生技術(shù)升級使得核心技術(shù)或競爭技術(shù)為了與它兼容而升級。另外，還有市場需求引導(dǎo)、政府政策指引、經(jīng)濟發(fā)展要求、社會技術(shù)水平等間接影響因素。用如圖2所示的四面體來簡單表述技術(shù)生態(tài)各組成部分的關(guān)系結(jié)構(gòu)。四面體的四個點分別表示核心技術(shù)、共生技術(shù)、競爭技術(shù)和組成它們的技術(shù)元;每一個頂點的三條棱長表示對相關(guān)對象的作用力。例如，組成核心技術(shù)的技術(shù)元發(fā)生變化，即邊長AD發(fā)生變化，為了維持四面體的形狀即技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所有的棱長都會發(fā)生變化即產(chǎn)生作用力從而使得技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的各組成技術(shù)發(fā)生變化。該結(jié)構(gòu)顯示了技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部組成成分密切的相關(guān)性和技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)牽一發(fā)而動全身的特點，能夠用來簡單表示同一個技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中技術(shù)間的相互關(guān)系的特點。

三、移動通信技術(shù)演化

(一)技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化路徑分析

要分析技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化的路徑，就必須分別分析推動技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化的動力產(chǎn)生原因和作用結(jié)果兩方面。首先分析技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化的動力，促進技術(shù)升級或創(chuàng)新的原因有很多，有競爭技術(shù)的刺激和共生技術(shù)的促進等技術(shù)間相互作用形成的內(nèi)部作用力;有市場發(fā)展的要求以及經(jīng)濟、政策、技術(shù)環(huán)境等外界因素的推動形成的外部動力因素。其次分析動力產(chǎn)生對技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)各組成部分的影響。總結(jié)移動通信技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化路徑有以下三種方式:①核心技術(shù)元→核心技術(shù)→共生技術(shù)→技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化，即組成核心技術(shù)的技術(shù)元產(chǎn)生、改進或核心技術(shù)采用新的技術(shù)元，共生技術(shù)為了與改進的核心技術(shù)兼容或更好的輔助新核心技術(shù)也會相應(yīng)升級或增加，進而影響整個技術(shù)生態(tài);②競爭技術(shù)→核心技術(shù)→共生技術(shù)→技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化，競爭技術(shù)競爭力增強時，核心技術(shù)為了生存即不被取代，也會同樣產(chǎn)生升級或改變以提高自己的競爭力，然后影響共生技術(shù)進而影響整個技術(shù)生態(tài)系統(tǒng);③共生技術(shù)→核心技術(shù)→技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化，共生技術(shù)演化時，核心技術(shù)為了與共生技術(shù)兼容或更好地輔助核心技術(shù)也會相應(yīng)升級或改進，進而影響整個技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的演化進程。其他影響因素，例如經(jīng)濟發(fā)展狀況、社會(政府政策)、市場環(huán)境、技術(shù)水平因素等并不會直接作用于技術(shù)或技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)本身，而是影響一類或幾類技術(shù)的演化進而影響技術(shù)生態(tài)，或者說它們通過以上一種或幾種途徑共同作用來影響技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的演化過程。

(二)移動通信技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化過程分析

分析了技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化的途徑，再來分析移動通信技術(shù)演化過程。首先，識別移動通信生態(tài)系統(tǒng)的核心技術(shù)。根據(jù)核心技術(shù)占據(jù)的生態(tài)位的特點，本文選用移動通信技術(shù)各階段采用的多址技術(shù)作為劃分移動通信技術(shù)的階段性演化標準，并把多址技術(shù)作為核心技術(shù)，分析多址技術(shù)的演化過程，再來分析移動通信技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的演化過程和核心技術(shù)演化對其他共存技術(shù)、競爭技術(shù)演化過程的影響。其次，識別競爭技術(shù)，必須識別與核心技術(shù)競爭以及與核心技術(shù)的共生技術(shù)競爭的即提供相同服務(wù)和功能的任何其他類型的技術(shù)，例如全球星衛(wèi)星移動通信技術(shù)、移動寬帶技術(shù)等。最后，識別共生技術(shù)，共生技術(shù)是為核心技術(shù)或者是與核心技術(shù)合作共同實現(xiàn)特定功能或者是給用戶增加價值的技術(shù)。移動通信發(fā)展過程中，初期采用了頻分多址技術(shù)，但由于它的頻譜利用率低、業(yè)務(wù)種類有限、無高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等缺點，使得它漸漸被時分多址技術(shù)和碼分多址技術(shù)取代。移動通信發(fā)展至今，是時分多址與碼分多址共存的時期，但是它們漸漸也顯現(xiàn)了在通信速度、智能性、靈活性和兼容性等方面的不足。正交頻分復(fù)用技術(shù)雖然能夠解決先存技術(shù)的一些不足，但它本身發(fā)展并不完善，并且現(xiàn)有技術(shù)能夠滿足大多數(shù)移動通信技術(shù)應(yīng)用者的需求，因此4G時代的來臨還需要技術(shù)的突破和需求的推動。圖3所示的移動通信技術(shù)演化過程中技術(shù)間的相互關(guān)系。圖中選取移動通信技術(shù)運用的多址技術(shù)為核心技術(shù)，各種多址技術(shù)之間的關(guān)系是相互競爭的;圖中最上面一層表示組成相關(guān)核心技術(shù)的技術(shù)元，中間一層表示第一代到第四代移動通信技術(shù)的核心技術(shù)，最下面一層表示與核心技術(shù)配合以實現(xiàn)相關(guān)功能的共生技術(shù);選取了對移動通信技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)具有顯著間接影響的外界推動因素即社會/政府驅(qū)動、經(jīng)濟驅(qū)動、技術(shù)驅(qū)動、需求驅(qū)動等。移動通信技術(shù)核心技術(shù)層因為市場需求、政策改變等外界環(huán)境的變化發(fā)生改變，涌現(xiàn)出新的技術(shù);新的技術(shù)元改進了核心技術(shù)的功能，共生技術(shù)發(fā)生改變以適應(yīng)核心技術(shù)的改變更好地輔助和新技術(shù)適應(yīng)技術(shù)生境的變化，來增強技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的自適應(yīng)能力。

四、結(jié)論

技術(shù)的生存機制和技術(shù)間的相互關(guān)系與自然界的生物相似。自然生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)歷了億年的進化，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、成長機制方面有高度的合理性，理論相對成熟，通過自然生態(tài)理論分析技術(shù)間的相互關(guān)系和技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的演化有事半功倍的效果并兼具合理性。任何一個技術(shù)系統(tǒng)都具有核心技術(shù)和輔助技術(shù)。根據(jù)不同的劃分標準會選取不同的核心技術(shù)，識別核心技術(shù)，通過劃分輔助核心技術(shù)實現(xiàn)功能或競爭的技術(shù)，總結(jié)出以核心技術(shù)為焦點的技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的組成。“技術(shù)生態(tài)”理論是分析技術(shù)系統(tǒng)演化過程中各組成要素相互關(guān)系的有力理論之一。通過分析我們得出了推動移動通信技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)演化的動力和演化過程中各技術(shù)間的相互作用，得出新技術(shù)產(chǎn)生是在外界環(huán)境(市場需求、經(jīng)濟、技術(shù)等)推動下，為與共生技術(shù)匹配或者戰(zhàn)勝競爭技術(shù)而發(fā)展起來的。移動通信技術(shù)演化的每一個發(fā)階段都有其代表性技術(shù)出現(xiàn)或被運用，例如，第一代移動通信技術(shù)采用的主要技術(shù)是頻分多址(FDMA)技術(shù)，經(jīng)過系統(tǒng)的演化依次發(fā)展為時分多址技術(shù)(TDMA)、碼分多址技術(shù)(CDMA)和正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)。同時，與核心技術(shù)系統(tǒng)協(xié)作或配合的技術(shù)也會升級或產(chǎn)生新的輔助技術(shù)，例如第二代移動通信滿足語音業(yè)務(wù)和初步的多媒體業(yè)務(wù)能力，可以進行省內(nèi)外漫游;第三代豐富了多媒體技術(shù)，支持話音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等多種業(yè)務(wù)的有效傳輸;第四代提高了技術(shù)運用的智能性和靈活性，有望成為無所不在的移動接入，高智能的多樣化的用戶設(shè)備等。

作者：徐艷紅毛薦其單位：山東工商學(xué)院工商管理學(xué)院山東師范大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院