技術生態與移動通信技術演變

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一、研究綜述

(一)技術生態相關理論

Hannah與Freeman較早關注到“技術生態”問題，并且認為技術間是以“共生”的狀態協同演化的，單一技術的演化離不開相關技術與技術生存環境的影響。吳彤提出的技術生態學是從生態學視角衍生出來的，把技術生態學看作是利用生態學的理論方法分析技術系統內外部相互關系的理論科學。黃魯成等對專利技術進行生態學的描述，提出技術的個體、種群和群落的概念;認為技術群落具有層次性、動態性、整體性等特征，簡單分析了技術群落演化的動力機制。毛薦其等認為技術間存在競爭、共生等相互關系，技術具有一定的自組織性能夠自創生、自穩定;他還認為技術間、技術與環境間是相互影響協同演化的。EvaJablonka等認為技術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演化的重要因素。GediminasAdomavicius等認為探討技術演化過程時，不應只考慮單個技術，而應把它們看成是一個包含相關技術整體的動態系統，并依據技術在技術生態中扮演的三種角色———組件、產品和應用、支撐和基礎設施來分析技術的演化，提出技術演化的生態模型。Podolny等基于技術生態位理論以半導體產業為對象，研究了技術的演化和相互之間的競爭;并使用專利數據來測定技術的生態位，表明同一生態位的技術競爭更加激烈，可通過技術差異化以實現生態位的分離，即降低技術生態位的重疊度。張米爾和楊阿猛從技術共生集成的角度分析了朗科優盤的產品開發過程，構建了技術集成創新和產品衍生兩種模型。

(二)移動通信技術相關研究

移動通信技術經過三個階段的發展，至今已經相對成熟。從技術生命周期來看，移動通信技術已經進入了技術生命周期的成熟期即S曲線的成熟期;從移動通信技術發展階段來看，移動通信技術進入了第四階段(4G)的研究與嘗試。總結來說，對移動通信技術系統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系統(3G)的研究，3G移動通信技術系統雖然基本實現了前兩代移動通信無法實現的全球漫游技術和高速率數據傳輸技術以及相對靈活的、高智能的多媒體業務等用戶需求的功能，但是3G在通信的速度、產品的智能性、靈活性和技術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的研究及對4G系統能夠實現的功能的研究與假設，移動通信新技術包括了正交頻分復用(OFDM)技術、切換技術、IPv6協議技術、多輸入多輸出(MIMO)技術、軟件無線電技術等。三是對前三代移動通信技術演化規律的總結，我國對移動通信技術的研究，在第一代時是完全落后的，需要依賴發達國家的供應，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的相關移動通信技術，并積極備戰迎接第四代移動通信的來臨。四是對推動移動通信系統完善和向前演化的重要技術的研究，核心技術是推動一個技術生態系統發展的重要動力，一個國家只有掌握核心技術才能自主發展相關技術系統，另外對于與移動通信技術競爭或共生的技術的研究也頗受重視。五是對移動通信技術運用領域即實現功能的研究，移動通信技術不僅僅運用于日常通話，還運用于其他如礦井、數字助理和掌上數控系統等方面;另外，關于運用移動通信對人們的生活及生產的影響的研究也頗受重視。

二、技術生態系統組成與關系結構

(一)技術生態系統組成

自然生態系統中生物間存在著捕食、相互競爭、互惠共生、寄生等相互關系，并且生物與外界環境是相互影響協同演化的，同樣的，技術的演化過程也不是孤立進行的。技術在演化過程中，一方面技術生態環境中的知識、技術元、信息等技術生態因子的不斷轉化來完善技術自身，另一方面通過與相關技術的競爭、協同，不斷改變技術自身來適應生存環境。技術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系統的方法，即按生物在生態系統中扮演的角色和生物之間關系劃分技術生態系統的方法。按照技術在技術生態系統中扮演的角色和技術之間的關系來分析技術生態系統的組成。首先，按照技術在技術生態系統中的重要性即扮演的角色的重要程度，把技術系統分為核心技術和輔助技術兩類;其次，根據輔助技術與核心技術的關系把輔助技術劃分為競爭技術和共生技術兩類。把與核心技術協作或配合的輔助技術稱作共生技術，與核心技術和共生技術競爭的所有技術稱為競爭技術。分析技術生態系統演化的外在驅動力，主要是社會/政府驅動、技術驅動、經濟驅動以及消費者的需求驅動。如圖1所示，技術生態系統中的技術間存在直接或間接的關系，并受到技術所在的外界環境的影響;技術間的關系非常復雜，可以用競爭和共生兩種作用來概括;選定核心技術，通過劃分剩余技術與核心技術的相互作用的特點來把剩余技術劃分為競爭技術與共生技術兩類。

(二)技術生態系統關系結構

技術生態系統的組成并不是組成技術的簡單疊加，而是相互之間存在著密切的聯系，是一個相互聯系的統一整體，另外，技術各層次間也存在著相互作用。依據已確立的技術生態系統組成結構，接下來分析輔助技術、競爭技術、核心技術三者的相互關系。技術元是組成各技術的主要底層因子，技術元在知識、信息、智因等相互作用下能夠相互結合組成新的技術或者改進原有技術，因此可以認為技術生態系統中各種技術的相關技術元組成技術基礎層。核心技術是技術生態系統演化的主要決定性因素，核心技術的演化會直接影響技術生態系統中其余各技術演化的進程，進而導致技術生態系統中的技術的技術生態位整體躍遷;另外，競爭技術能夠實現核心技術的大部分或一部分功能，并且對核心技術影響力較大，它與核心技術共同組成核心技術層。其他與核心技術協作或配合以及與技術生態系統中其他組件技術協作或配合的外圍技術統稱為共生技術，組成外圍技術層。從技術生態系統內部來說技術相互之間的關系為:核心技術演化影響整個系統;競爭技術升級使得核心技術或相關共生技術為與之競爭而升級進一步影響整個技術系統;共生技術升級使得核心技術或競爭技術為了與它兼容而升級。另外，還有市場需求引導、政府政策指引、經濟發展要求、社會技術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生態各組成部分的關系結構。四面體的四個點分別表示核心技術、共生技術、競爭技術和組成它們的技術元;每一個頂點的三條棱長表示對相關對象的作用力。例如，組成核心技術的技術元發生變化，即邊長AD發生變化，為了維持四面體的形狀即技術生態系統的穩定性，所有的棱長都會發生變化即產生作用力從而使得技術生態系統的各組成技術發生變化。該結構顯示了技術生態系統內部組成成分密切的相關性和技術生態系統牽一發而動全身的特點，能夠用來簡單表示同一個技術生態系統中技術間的相互關系的特點。

三、移動通信技術演化

(一)技術生態系統演化路徑分析

要分析技術生態系統演化的路徑，就必須分別分析推動技術生態系統演化的動力產生原因和作用結果兩方面。首先分析技術生態系統演化的動力，促進技術升級或創新的原因有很多，有競爭技術的刺激和共生技術的促進等技術間相互作用形成的內部作用力;有市場發展的要求以及經濟、政策、技術環境等外界因素的推動形成的外部動力因素。其次分析動力產生對技術生態系統各組成部分的影響。總結移動通信技術生態系統演化路徑有以下三種方式:①核心技術元→核心技術→共生技術→技術生態系統演化，即組成核心技術的技術元產生、改進或核心技術采用新的技術元，共生技術為了與改進的核心技術兼容或更好的輔助新核心技術也會相應升級或增加，進而影響整個技術生態;②競爭技術→核心技術→共生技術→技術生態系統演化，競爭技術競爭力增強時，核心技術為了生存即不被取代，也會同樣產生升級或改變以提高自己的競爭力，然后影響共生技術進而影響整個技術生態系統;③共生技術→核心技術→技術生態系統演化，共生技術演化時，核心技術為了與共生技術兼容或更好地輔助核心技術也會相應升級或改進，進而影響整個技術生態系統的演化進程。其他影響因素，例如經濟發展狀況、社會(政府政策)、市場環境、技術水平因素等并不會直接作用于技術或技術生態系統本身，而是影響一類或幾類技術的演化進而影響技術生態，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生態系統的演化過程。

(二)移動通信技術生態系統演化過程分析

分析了技術生態系統演化的途徑，再來分析移動通信技術演化過程。首先，識別移動通信生態系統的核心技術。根據核心技術占據的生態位的特點，本文選用移動通信技術各階段采用的多址技術作為劃分移動通信技術的階段性演化標準，并把多址技術作為核心技術，分析多址技術的演化過程，再來分析移動通信技術生態系統的演化過程和核心技術演化對其他共存技術、競爭技術演化過程的影響。其次，識別競爭技術，必須識別與核心技術競爭以及與核心技術的共生技術競爭的即提供相同服務和功能的任何其他類型的技術，例如全球星衛星移動通信技術、移動寬帶技術等。最后，識別共生技術，共生技術是為核心技術或者是與核心技術合作共同實現特定功能或者是給用戶增加價值的技術。移動通信發展過程中，初期采用了頻分多址技術，但由于它的頻譜利用率低、業務種類有限、無高速數據業務等缺點，使得它漸漸被時分多址技術和碼分多址技術取代。移動通信發展至今，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。正交頻分復用技術雖然能夠解決先存技術的一些不足，但它本身發展并不完善，并且現有技術能夠滿足大多數移動通信技術應用者的需求，因此4G時代的來臨還需要技術的突破和需求的推動。圖3所示的移動通信技術演化過程中技術間的相互關系。圖中選取移動通信技術運用的多址技術為核心技術，各種多址技術之間的關系是相互競爭的;圖中最上面一層表示組成相關核心技術的技術元，中間一層表示第一代到第四代移動通信技術的核心技術，最下面一層表示與核心技術配合以實現相關功能的共生技術;選取了對移動通信技術生態系統具有顯著間接影響的外界推動因素即社會/政府驅動、經濟驅動、技術驅動、需求驅動等。移動通信技術核心技術層因為市場需求、政策改變等外界環境的變化發生改變，涌現出新的技術;新的技術元改進了核心技術的功能，共生技術發生改變以適應核心技術的改變更好地輔助和新技術適應技術生境的變化，來增強技術生態系統的自適應能力。

四、結論

技術的生存機制和技術間的相互關系與自然界的生物相似。自然生態系統經歷了億年的進化，在系統結構、成長機制方面有高度的合理性，理論相對成熟，通過自然生態理論分析技術間的相互關系和技術生態系統的演化有事半功倍的效果并兼具合理性。任何一個技術系統都具有核心技術和輔助技術。根據不同的劃分標準會選取不同的核心技術，識別核心技術，通過劃分輔助核心技術實現功能或競爭的技術，總結出以核心技術為焦點的技術生態系統的組成。“技術生態”理論是分析技術系統演化過程中各組成要素相互關系的有力理論之一。通過分析我們得出了推動移動通信技術生態系統演化的動力和演化過程中各技術間的相互作用，得出新技術產生是在外界環境(市場需求、經濟、技術等)推動下，為與共生技術匹配或者戰勝競爭技術而發展起來的。移動通信技術演化的每一個發階段都有其代表性技術出現或被運用，例如，第一代移動通信技術采用的主要技術是頻分多址(FDMA)技術，經過系統的演化依次發展為時分多址技術(TDMA)、碼分多址技術(CDMA)和正交頻分復用技術(OFDM)。同時，與核心技術系統協作或配合的技術也會升級或產生新的輔助技術，例如第二代移動通信滿足語音業務和初步的多媒體業務能力，可以進行省內外漫游;第三代豐富了多媒體技術，支持話音、數據、圖像、多媒體等多種業務的有效傳輸;第四代提高了技術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備等。

作者：徐艷紅毛薦其單位：山東工商學院工商管理學院山東師范大學管理科學與工程學院