移動通信黑科技

沈臻懿

移動通信領(lǐng)域從其誕生伊始，就從未停止過前行的腳步。而今，離網(wǎng)通信新技術(shù)、超聲波手勢識別技術(shù)、Li-Fi技術(shù)等各類移動通信黑科技的問世，將在未來為人類帶來新的驚喜。

不知不覺間，人們家中的固定電話似乎已經(jīng)成了一種擺設(shè)，甚至對于家中的電腦，人們開機(jī)進(jìn)行瀏覽的頻次也有著逐漸下降的趨勢。這一切事項的替代者，都源于移動通信的高度發(fā)達(dá)。從曾經(jīng)的2G、3G，到4G的普及，再到5G時代的邁入，移動通信早已與人們?nèi)粘Ｉ罹o密相連。各類移動通信黑科技的層出不窮，也在時刻向世人展現(xiàn)著這一領(lǐng)域的科技魅力！

沒有信號照樣聊天的離網(wǎng)新通信

春晚小品中“移動電話要移動著才有信號”的經(jīng)典臺詞，調(diào)侃的即是移動通信所依賴的無線網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性。離開了網(wǎng)絡(luò)和信號的智能手機(jī)可能還不如一塊板磚，無論是即時通信、移動通話，抑或上網(wǎng)瀏覽、網(wǎng)上購物、在線手游等功能統(tǒng)統(tǒng)歇菜。一般情況下，沒有網(wǎng)絡(luò)信息至多給人們的日常生活帶來若干不便之處。但對于野外的戶外探險者而言，失去了信號和網(wǎng)絡(luò)則意味著失聯(lián)的潛在危機(jī)。面對網(wǎng)絡(luò)不暢，或者身處戶外無信號的情況，我們又將如何保持暢通的移動通信呢？

近期，一個來自加拿大的科學(xué)家團(tuán)隊研發(fā)了一款名為Sonnet的新神器。作為一款離網(wǎng)通信設(shè)備，其有別于普通移動設(shè)備的遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)，且無須依賴移動基站。Sonnet借助于長距離無線電技術(shù)的介入，可實現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)信息傳輸。這一黑科技在應(yīng)用時，需要首先將Sonnet和智能手機(jī)互聯(lián)，自組出一個專屬局域網(wǎng)平臺后，即可同更多擁有Sonnet的小伙伴們進(jìn)行文字、圖片發(fā)送，語音通話，位置定位，數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。這些操作的完成，既不依賴于通信基站、衛(wèi)星服務(wù)和蜂窩數(shù)據(jù)，也無須支付任何費(fèi)用。

Sonnet離網(wǎng)通信設(shè)備的點對點傳輸距離為5000米，如果兩部設(shè)備之間所處的地形為平原空曠地帶，傳輸距離還可進(jìn)一步加長，達(dá)到1.5萬米。我們不妨腦洞大開，在這種兩兩設(shè)備間的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)模式下，使用Sonnet的用戶越多，數(shù)據(jù)信息能達(dá)到的區(qū)域也就越廣。如果有足量的離網(wǎng)通信設(shè)備，實現(xiàn)全球通也不是沒有可能。若真有那么一天的話，移動通信運(yùn)營商便可退出時代的舞臺。

不過，通過離網(wǎng)通信方式進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其安全性是否能夠得到保證呢？針對這一問題，研發(fā)人員對離網(wǎng)通信設(shè)備之間的信息傳輸采用了AES256位（Advanced Encryption Standard，高級加密標(biāo)準(zhǔn)，縮寫：AES）的加密方式，以確保移動通信的隱私性和安全性。

像魔術(shù)師般隔空操控的超聲波手勢識別技術(shù)

從實體按鍵、觸屏操控到語音控制等方式，人們與智能手機(jī)之間的交流互動也在不斷更新?lián)Q代。隨著當(dāng)前移動通信中超聲波手勢識別技術(shù)的興起，人們或許不再需要觸摸手機(jī)，即可像魔術(shù)師般對其進(jìn)行隔空操控。在手勢識別的研究中，人們嘗試了視頻手勢識別、紅外手勢識別、超聲波手勢識別等多種技術(shù)方案。

同超聲波手勢識別相比，視頻手勢識別和紅外手勢識別有著致命的缺陷！視頻和紅外的手勢識別，都需要借助集成在智能手機(jī)內(nèi)的攝像頭。然而，這兩種識別方式都受制于光線的影響。攝像頭在夜晚微光環(huán)境下識別效果不佳，紅外則受制于戶外強(qiáng)光的影響，皆無法做到一天24小時的全天候應(yīng)用！就環(huán)境適應(yīng)性來說，超聲波這一人們無法直接聽到的聲音，顯然優(yōu)于視頻和紅外兩者。

超聲波揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)和識別軟件是超聲波手勢識別技術(shù)中必不可少的“三劍客”。集成在智能手機(jī)內(nèi)的超聲波揚(yáng)聲器發(fā)射出的超聲，在碰到使用者的手部后，聲波會發(fā)生回彈，麥克風(fēng)則可收集這些回聲，并配合識別軟件來感應(yīng)使用者的手勢動作。當(dāng)使用者用手勢隔空與智能手機(jī)進(jìn)行交互時，超聲波手勢識別技術(shù)可實時通過計算使用者的手在手機(jī)屏幕前活動的聲音速度與頻率，檢測并識別出每一手勢的三維位置，從而實現(xiàn)隔空解鎖、撥打電話、視頻暫停、調(diào)節(jié)音量等功能。

此外，超聲波手勢識別技術(shù)還可精確識別出使用者極其細(xì)微的手勢動作，且其識別有效區(qū)域達(dá)到了180度，最遠(yuǎn)可延伸至0.5米之外的手部活動?；蛘咴谖磥淼哪骋惶?，當(dāng)我們看到有人在有規(guī)律地做著各種手勢時，其可能正在隔空操控著智能手機(jī)的使用。

有望讓W(xué)i-Fi“退休”的Li-Fi技術(shù)

試想一下，一旦沒有了Wi-Fi，我們在日常生活中是否連衣食住行都將成為問題？難怪乎，有人已將Wi-Fi放置在馬斯洛人類需求中比生理需求更低層次的位置。當(dāng)我們初到一個新地方，往往脫口而出的第一句話就是，“這里Wi-Fi密碼是什么”。不可否認(rèn)，Wi-Fi對移動通信產(chǎn)生了巨大的影響。只要有Wi-Fi的存在，快餐店都可以成為人們的辦公場所。但與此同時，抱怨Wi-Fi熱點少、使用人多，信號覆蓋面小，上網(wǎng)速度慢，信號不穩(wěn)定等問題的人也愈發(fā)增多。那么，有沒有一項新科技能夠既繼承Wi-Fi的優(yōu)勢，又完美彌補(bǔ)Wi-Fi的短板問題呢？或許，Li-Fi技術(shù)有望延續(xù)Wi-Fi的腳步，成為移動通信的未來！

Li-Fi技術(shù)，即可見光無線通信（Light Fidelity）的簡稱，是一種利用可見光通信系統(tǒng)（Visible Light Communication，VLC）來實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)男驴萍?。Li-Fi這一新技術(shù)的命名方式，乍一看，就是模仿Wi-Fi所起的名字。它的功能作用也和Wi-Fi一樣，都是通過無線方式來傳輸網(wǎng)絡(luò)信號，從而讓使用者的移動終端可以接入互聯(lián)網(wǎng)。

想象一下，當(dāng)我們站在客廳的電燈下半分鐘，就已下載好一部高清電影，這將是一種怎樣的體驗？雖然這一場景聽上去極為科幻，但Li-Fi技術(shù)的問世，使前述場景即將成為現(xiàn)實。屆時，我們生活中的每個燈泡都將成為互聯(lián)網(wǎng)的來源。

Li-Fi技術(shù)的原理與電視遙控器較為接近。數(shù)據(jù)被調(diào)制為光源后，以光信號方式進(jìn)行傳輸，再由感光器接收重組為電信號。但與遙控器所使用的紅外線不同的是，Li-Fi技術(shù)利用的是可見光。其通過在普通LED燈泡上植入微小芯片，控制其以每秒百萬次頻率進(jìn)行閃爍——燈亮即為1，燈暗即為0，以此對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。由于燈泡閃爍的頻率極高，因此對于人們?nèi)庋鄣母泄俨⒉粫霈F(xiàn)異樣。Li-Fi技術(shù)可借助無處不在的LED燈形成類似于Wi-Fi熱點的設(shè)備，移動終端即可隨時聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，LED燈也就成了移動互聯(lián)網(wǎng)的入口。與Wi-Fi利用無線信號上網(wǎng)不同的是，Li-Fi技術(shù)則是利用光源來上網(wǎng)。通俗來講，只要打開電燈開關(guān)，就可以接入互聯(lián)網(wǎng)。這也難怪作為一家以LED燈泡和照明技術(shù)聞名的飛利浦公司，將計劃為整個法國范圍內(nèi)的辦公室環(huán)境提供互聯(lián)網(wǎng)，而其最為倚重的，就是電燈！

與當(dāng)前移動網(wǎng)絡(luò)所使用的Wi-Fi相比，Li-Fi技術(shù)有著自身的明顯優(yōu)勢。Li-Fi所使用的光保真技術(shù)，是一種新興的無線協(xié)議。其依賴可見光譜來提供無線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，所使用的可見光頻譜、頻段的范圍極寬，寬度達(dá)到了當(dāng)前Wi-Fi的1萬倍。這能夠令Li-Fi具有極高的傳輸速度，從理論上來說達(dá)到了Wi-Fi速度的100倍。LED燈極低的發(fā)熱量，使得Li-Fi技術(shù)不需要對設(shè)備進(jìn)行冷卻也可穩(wěn)定運(yùn)行，且具有很高的能量轉(zhuǎn)化率，在節(jié)能方面比Wi-Fi有著更為明顯的優(yōu)勢。不過，由于Li-Fi技術(shù)依托的是可見光光譜，故其不會穿透墻壁。這對習(xí)慣于Wi-Fi“蹭網(wǎng)”的人來說，估計不是一個“好消息”。但能夠被墻壁阻隔光線的Li-Fi，同時也為用戶提供了更為安全、可靠的數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)，并且可有效避免受到黑客的攻擊。

此外，Li-Fi技術(shù)在水下互聯(lián)網(wǎng)通信方面也有著極為廣泛的應(yīng)用前景。我們大部分人擁有的基礎(chǔ)物理學(xué)知識告訴我們，光是可以在水中進(jìn)行傳播的，但Wi-Fi的無線電信號則會被水所吸收。一旦Li-Fi技術(shù)在水下互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，即有可能徹底顛覆當(dāng)前水下航行器之間的通信方式。

編輯：黃靈 ?yeshzhwu@foxmail.com