移動通信黑科技

沈臻懿

移動通信領域從其誕生伊始，就從未停止過前行的腳步。而今，離網通信新技術、超聲波手勢識別技術、Li-Fi技術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成了一種擺設，甚至對于家中的電腦，人們開機進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達。從曾經的2G、3G，到4G的普及，再到5G時代的邁入，移動通信早已與人們日常生活緊密相連。各類移動通信黑科技的層出不窮，也在時刻向世人展現著這一領域的科技魅力！

沒有信號照樣聊天的離網新通信

春晚小品中“移動電話要移動著才有信號”的經典臺詞，調侃的即是移動通信所依賴的無線網絡的不穩定性。離開了網絡和信號的智能手機可能還不如一塊板磚，無論是即時通信、移動通話，抑或上網瀏覽、網上購物、在線手游等功能統統歇菜。一般情況下，沒有網絡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，失去了信號和網絡則意味著失聯的潛在危機。面對網絡不暢，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家團隊研發了一款名為Sonnet的新神器。作為一款離網通信設備，其有別于普通移動設備的遠程無線通信技術，且無須依賴移動基站。Sonnet借助于長距離無線電技術的介入，可實現設備和設備之間的數據信息傳輸。這一黑科技在應用時，需要首先將Sonnet和智能手機互聯，自組出一個專屬局域網平臺后，即可同更多擁有Sonnet的小伙伴們進行文字、圖片發送，語音通話，位置定位，數據傳輸等。這些操作的完成，既不依賴于通信基站、衛星服務和蜂窩數據，也無須支付任何費用。

Sonnet離網通信設備的點對點傳輸距離為5000米，如果兩部設備之間所處的地形為平原空曠地帶，傳輸距離還可進一步加長，達到1.5萬米。我們不妨腦洞大開，在這種兩兩設備間的數據中轉模式下，使用Sonnet的用戶越多，數據信息能達到的區域也就越廣。如果有足量的離網通信設備，實現全球通也不是沒有可能。若真有那么一天的話，移動通信運營商便可退出時代的舞臺。

不過，通過離網通信方式進行傳輸的數據，其安全性是否能夠得到保證呢？針對這一問題，研發人員對離網通信設備之間的信息傳輸采用了AES256位（Advanced Encryption Standard，高級加密標準，縮寫：AES）的加密方式，以確保移動通信的隱私性和安全性。

像魔術師般隔空操控的超聲波手勢識別技術

從實體按鍵、觸屏操控到語音控制等方式，人們與智能手機之間的交流互動也在不斷更新換代。隨著當前移動通信中超聲波手勢識別技術的興起，人們或許不再需要觸摸手機，即可像魔術師般對其進行隔空操控。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內的攝像頭。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境下識別效果不佳，紅外則受制于戶外強光的影響，皆無法做到一天24小時的全天候應用！就環境適應性來說，超聲波這一人們無法直接聽到的聲音，顯然優于視頻和紅外兩者。

超聲波揚聲器、麥克風和識別軟件是超聲波手勢識別技術中必不可少的“三劍客”。集成在智能手機內的超聲波揚聲器發射出的超聲，在碰到使用者的手部后，聲波會發生回彈，麥克風則可收集這些回聲，并配合識別軟件來感應使用者的手勢動作。當使用者用手勢隔空與智能手機進行交互時，超聲波手勢識別技術可實時通過計算使用者的手在手機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，從而實現隔空解鎖、撥打電話、視頻暫停、調節音量等功能。

此外，超聲波手勢識別技術還可精確識別出使用者極其細微的手勢動作，且其識別有效區域達到了180度，最遠可延伸至0.5米之外的手部活動。或者在未來的某一天，當我們看到有人在有規律地做著各種手勢時，其可能正在隔空操控著智能手機的使用。

有望讓Wi-Fi“退休”的Li-Fi技術

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，Wi-Fi對移動通信產生了巨大的影響。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，上網速度慢，信號不穩定等問題的人也愈發增多。那么，有沒有一項新科技能夠既繼承Wi-Fi的優勢，又完美彌補Wi-Fi的短板問題呢？或許，Li-Fi技術有望延續Wi-Fi的腳步，成為移動通信的未來！

Li-Fi技術，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（Visible Light Communication，VLC）來實現互聯網信息傳輸的新科技。Li-Fi這一新技術的命名方式，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絡信號，從而讓使用者的移動終端可以接入互聯網。

想象一下，當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技術的問世，使前述場景即將成為現實。屆時，我們生活中的每個燈泡都將成為互聯網的來源。

Li-Fi技術的原理與電視遙控器較為接近。數據被調制為光源后，以光信號方式進行傳輸，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行閃爍——燈亮即為1，燈暗即為0，以此對應二進制數據。由于燈泡閃爍的頻率極高，因此對于人們肉眼的感官并不會出現異樣。Li-Fi技術可借助無處不在的LED燈形成類似于Wi-Fi熱點的設備，移動終端即可隨時聯入網絡，LED燈也就成了移動互聯網的入口。與Wi-Fi利用無線信號上網不同的是，Li-Fi技術則是利用光源來上網。通俗來講，只要打開電燈開關，就可以接入互聯網。這也難怪作為一家以LED燈泡和照明技術聞名的飛利浦公司，將計劃為整個法國范圍內的辦公室環境提供互聯網，而其最為倚重的，就是電燈！

與當前移動網絡所使用的Wi-Fi相比，Li-Fi技術有著自身的明顯優勢。Li-Fi所使用的光保真技術，是一種新興的無線協議。其依賴可見光譜來提供無線網絡接入服務，所使用的可見光頻譜、頻段的范圍極寬，寬度達到了當前Wi-Fi的1萬倍。這能夠令Li-Fi具有極高的傳輸速度，從理論上來說達到了Wi-Fi速度的100倍。LED燈極低的發熱量，使得Li-Fi技術不需要對設備進行冷卻也可穩定運行，且具有很高的能量轉化率，在節能方面比Wi-Fi有著更為明顯的優勢。不過，由于Li-Fi技術依托的是可見光光譜，故其不會穿透墻壁。這對習慣于Wi-Fi“蹭網”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、可靠的數據傳輸保護，并且可有效避免受到黑客的攻擊。

此外，Li-Fi技術在水下互聯網通信方面也有著極為廣泛的應用前景。我們大部分人擁有的基礎物理學知識告訴我們，光是可以在水中進行傳播的，但Wi-Fi的無線電信號則會被水所吸收。一旦Li-Fi技術在水下互聯網領域中廣泛應用，即有可能徹底顛覆當前水下航行器之間的通信方式。

編輯：黃靈 ?yeshzhwu@foxmail.com