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技術(shù)的演進(jìn)有種恒久的特性。當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域熱得過(guò)頭時(shí)，新的前沿技術(shù)便開始在外圍領(lǐng)域開疆拓土。然后創(chuàng)新者們一擁而上，占領(lǐng)新的疆域，接著再一次陷入過(guò)熱狀態(tài)。如今無(wú)線通信領(lǐng)域中便有一項(xiàng)前沿技術(shù)屬于此列。IEEE的5G無(wú)線計(jì)劃旨在為更多用戶提供更高的傳輸速率。但如今的移動(dòng)頻帶已經(jīng)擁擠不堪，我們需要的額外網(wǎng)絡(luò)容量該從哪里來(lái)呢？

傳統(tǒng)的無(wú)線電頻譜管理觀點(diǎn)認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)容量有限，因此有限數(shù)量的頻譜必須根據(jù)使用者進(jìn)行分配，而在通信理論專家的眼中，無(wú)線容量則是完全無(wú)限量的。只要蜂窩小到一定程度，頻率高到能提供更高的帶寬，網(wǎng)絡(luò)容量就可以無(wú)限增長(zhǎng)，而有了更先進(jìn)的信號(hào)處理方法和新型頻譜共享策略，就可以實(shí)現(xiàn)更高的效率。在這些方法當(dāng)中，采用更高頻率的毫米波頻段效果最明顯，也最直接。毫米波是指30～300千兆赫的頻段，該頻段的可用帶寬十分充裕。

從許多方面來(lái)看，毫米波無(wú)線通信技術(shù)實(shí)際上就是一個(gè)前沿領(lǐng)域。當(dāng)前，利用毫米波的信號(hào)處理方法遭遇到了棘手的傳輸難題，因此大部分毫米波頻段還沒有被占用，也不適合使用。即使通過(guò)自由空間傳輸，信號(hào)的衰減也會(huì)隨著頻率的增大而增加，因此毫米波的可用路徑長(zhǎng)度很短，大約只有100～200米。5G技術(shù)的構(gòu)想中有更小型的蜂窩尺寸，可以與這么短的距離匹配，但還存在數(shù)不清的其他障礙。毫米波內(nèi)部和周圍的建筑和物體（包括人在內(nèi)）都會(huì)阻擋信號(hào)。雨和植物會(huì)進(jìn)一步使毫米波出現(xiàn)衰減，并且衍射（指較長(zhǎng)波長(zhǎng)在遇到障礙物時(shí)出現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象）效果也會(huì)大打折扣。即便是可以順利反射較長(zhǎng)波長(zhǎng)的表面，要反射毫米波也十分困難，反而會(huì)使信號(hào)發(fā)生擴(kuò)散。

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這樣說(shuō)來(lái)，也許這個(gè)領(lǐng)域能淘到金呢，只不過(guò)將會(huì)非常難得。不管怎樣，不試試便永遠(yuǎn)不會(huì)知道結(jié)果。我記得馬可尼在1901年成功將無(wú)線電信號(hào)發(fā)送至大西洋彼岸時(shí)，當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家卻堅(jiān)持認(rèn)為信號(hào)會(huì)進(jìn)入太空。最近，紐約大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)在紐約這個(gè)城市峽谷中進(jìn)行了毫米波傳輸實(shí)驗(yàn)。要是讓我來(lái)評(píng)價(jià)，我會(huì)像一個(gè)多世紀(jì)前的物理學(xué)家們一樣，認(rèn)為他們的傳輸不可能成功。但數(shù)據(jù)顯示的結(jié)果卻大相徑庭。盡管紐約高樓林立，行人和車輛往來(lái)穿梭，城內(nèi)擁擠、喧囂，他們還是得到了驚人的傳輸覆蓋范圍。當(dāng)然，這些覆蓋范圍不可能做到天衣無(wú)縫，但初步結(jié)果著實(shí)令人振奮。

就在我為這些發(fā)現(xiàn)感到驚訝之時(shí)，有人告訴我，毫米波傳輸是一種視距依賴傳輸，或許可以比作可見光傳輸，在可見光的世界里，夜晚并不像我們所以為的那樣黑暗。我心里惦念著這種類比，在夜幕下的家中徘徊，唯有長(zhǎng)長(zhǎng)的走廊盡頭亮著微弱的燈光。我在許多未曾意想到的地方發(fā)現(xiàn)了暗淡的光線。我想：光線是怎么到達(dá)這里的呢？即便它們抵達(dá)了這里，旁邊的房間也可能是漆黑一片。而從始至終，我都能感到強(qiáng)烈的Wi-Fi信號(hào)如影隨形地跟著我。

所以毫米波前沿領(lǐng)域?qū)?huì)非常難以攻克，不過(guò)我們工程師很擅長(zhǎng)應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)，而且我們不是沒有工具。我們可以根據(jù)這些小小的波長(zhǎng)構(gòu)建郵票大小的相控陣天線和高速電子元件，利用在更長(zhǎng)波長(zhǎng)下所開發(fā)的先進(jìn)技術(shù)。

走在繁忙的城市街頭時(shí)，這些復(fù)雜的技術(shù)將允許我們觀看貓咪的三維視頻?；蛟S還有其他用途，很有可能。

作者：Robert W. Lucky