移动通信黑科技

沈臻懿

移动通信领域从其诞生伊始，就从未停止过前行的脚步。而今，离网通信新技术、超声波手势识别技术、Li-Fi技术等各类移动通信黑科技的问世，将在未来为人類带来新的惊喜。

不知不觉间，人们家中的固定电话似乎已经成了一种摆设，甚至对于家中的电脑，人们开机进行浏览的频次也有着逐渐下降的趋势。这一切事项的替代者，都源于移动通信的高度发达。从曾经的2G、3G，到4G的普及，再到5G时代的迈入，移动通信早已与人们日常生活紧密相连。各类移动通信黑科技的层出不穷，也在时刻向世人展现着这一领域的科技魅力！

没有信号照样聊天的离网新通信

春晚小品中“移动电话要移动着才有信号”的经典台词，调侃的即是移动通信所依赖的无线网络的不稳定性。离开了网络和信号的智能手机可能还不如一块板砖，无论是即时通信、移动通话，抑或上网浏览、网上购物、在线手游等功能统统歇菜。一般情况下，没有网络信息至多给人们的日常生活带来若干不便之处。但对于野外的户外探险者而言，失去了信号和网络则意味着失联的潜在危机。面对网络不畅，或者身处户外无信号的情况，我们又将如何保持畅通的移动通信呢？

近期，一个来自加拿大的科学家团队研发了一款名为Sonnet的新神器。作为一款离网通信设备，其有别于普通移动设备的远程无线通信技术，且无须依赖移动基站。Sonnet借助于长距离无线电技术的介入，可实现设备和设备之间的数据信息传输。这一黑科技在应用时，需要首先将Sonnet和智能手机互联，自组出一个专属局域网平台后，即可同更多拥有Sonnet的小伙伴们进行文字、图片发送，语音通话，位置定位，数据传输等。这些操作的完成，既不依赖于通信基站、卫星服务和蜂窝数据，也无须支付任何费用。

Sonnet离网通信设备的点对点传输距离为5000米，如果两部设备之间所处的地形为平原空旷地带，传输距离还可进一步加长，达到1.5万米。我们不妨脑洞大开，在这种两两设备间的数据中转模式下，使用Sonnet的用户越多，数据信息能达到的区域也就越广。如果有足量的离网通信设备，实现全球通也不是没有可能。若真有那么一天的话，移动通信运营商便可退出时代的舞台。

不过，通过离网通信方式进行传输的数据，其安全性是否能够得到保证呢？针对这一问题，研发人员对离网通信设备之间的信息传输采用了AES256位（Advanced Encryption Standard，高级加密标准，缩写：AES）的加密方式，以确保移动通信的隐私性和安全性。

像魔术师般隔空操控的超声波手势识别技术

从实体按键、触屏操控到语音控制等方式，人们与智能手机之间的交流互动也在不断更新换代。随着当前移动通信中超声波手势识别技术的兴起，人们或许不再需要触摸手机，即可像魔术师般对其进行隔空操控。在手势识别的研究中，人们尝试了视频手势识别、红外手势识别、超声波手势识别等多种技术方案。

同超声波手势识别相比，视频手势识别和红外手势识别有着致命的缺陷！视频和红外的手势识别，都需要借助集成在智能手机内的摄像头。然而，这两种识别方式都受制于光线的影响。摄像头在夜晚微光环境下识别效果不佳，红外则受制于户外强光的影响，皆无法做到一天24小时的全天候应用！就环境适应性来说，超声波这一人们无法直接听到的声音，显然优于视频和红外两者。

超声波扬声器、麦克风和识别软件是超声波手势识别技术中必不可少的“三剑客”。集成在智能手机内的超声波扬声器发射出的超声，在碰到使用者的手部后，声波会发生回弹，麦克风则可收集这些回声，并配合识别软件来感应使用者的手势动作。当使用者用手势隔空与智能手机进行交互时，超声波手势识别技术可实时通过计算使用者的手在手机屏幕前活动的声音速度与频率，检测并识别出每一手势的三维位置，从而实现隔空解锁、拨打电话、视频暂停、调节音量等功能。

此外，超声波手势识别技术还可精确识别出使用者极其细微的手势动作，且其识别有效区域达到了180度，最远可延伸至0.5米之外的手部活动。或者在未来的某一天，当我们看到有人在有规律地做着各种手势时，其可能正在隔空操控着智能手机的使用。

有望让Wi-Fi“退休”的Li-Fi技术

试想一下，一旦没有了Wi-Fi，我们在日常生活中是否连衣食住行都将成为问题？难怪乎，有人已将Wi-Fi放置在马斯洛人类需求中比生理需求更低层次的位置。当我们初到一个新地方，往往脱口而出的第一句话就是，“这里Wi-Fi密码是什么”。不可否认，Wi-Fi对移动通信产生了巨大的影响。只要有Wi-Fi的存在，快餐店都可以成为人们的办公场所。但与此同时，抱怨Wi-Fi热点少、使用人多，信号覆盖面小，上网速度慢，信号不稳定等问题的人也愈发增多。那么，有没有一项新科技能够既继承Wi-Fi的优势，又完美弥补Wi-Fi的短板问题呢？或许，Li-Fi技术有望延续Wi-Fi的脚步，成为移动通信的未来！

Li-Fi技术，即可见光无线通信（Light Fidelity）的简称，是一种利用可见光通信系统（Visible Light Communication，VLC）来实现互联网信息传输的新科技。Li-Fi这一新技术的命名方式，乍一看，就是模仿Wi-Fi所起的名字。它的功能作用也和Wi-Fi一样，都是通过无线方式来传输网络信号，从而让使用者的移动终端可以接入互联网。

想象一下，当我们站在客厅的电灯下半分钟，就已下载好一部高清电影，这将是一种怎样的体验？虽然这一场景听上去极为科幻，但Li-Fi技术的问世，使前述场景即将成为现实。届时，我们生活中的每个灯泡都将成为互联网的来源。

Li-Fi技术的原理与电视遥控器较为接近。数据被调制为光源后，以光信号方式进行传输，再由感光器接收重组为电信号。但与遥控器所使用的红外线不同的是，Li-Fi技术利用的是可见光。其通过在普通LED灯泡上植入微小芯片，控制其以每秒百万次频率进行闪烁——灯亮即为1，灯暗即为0，以此对应二进制数据。由于灯泡闪烁的频率极高，因此对于人们肉眼的感官并不会出现异样。Li-Fi技术可借助无处不在的LED灯形成类似于Wi-Fi热点的设备，移动终端即可随时联入网络，LED灯也就成了移动互联网的入口。与Wi-Fi利用无线信号上网不同的是，Li-Fi技术则是利用光源来上网。通俗来讲，只要打开电灯开关，就可以接入互联网。这也难怪作为一家以LED灯泡和照明技术闻名的飞利浦公司，将计划为整个法国范围内的办公室环境提供互联网，而其最为倚重的，就是电灯！

与当前移动网络所使用的Wi-Fi相比，Li-Fi技术有着自身的明显优势。Li-Fi所使用的光保真技术，是一种新兴的无线协议。其依赖可见光谱来提供无线网络接入服务，所使用的可见光频谱、频段的范围极宽，宽度达到了当前Wi-Fi的1万倍。这能够令Li-Fi具有极高的传输速度，从理论上来说达到了Wi-Fi速度的100倍。LED灯极低的发热量，使得Li-Fi技术不需要对设备进行冷却也可稳定运行，且具有很高的能量转化率，在节能方面比Wi-Fi有着更为明显的优势。不过，由于Li-Fi技术依托的是可见光光谱，故其不会穿透墙壁。这对习惯于Wi-Fi“蹭网”的人来说，估计不是一个“好消息”。但能够被墙壁阻隔光线的Li-Fi，同时也为用户提供了更为安全、可靠的数据传输保护，并且可有效避免受到黑客的攻击。

此外，Li-Fi技术在水下互联网通信方面也有着极为广泛的应用前景。我们大部分人拥有的基础物理学知识告诉我们，光是可以在水中进行传播的，但Wi-Fi的无线电信号则会被水所吸收。一旦Li-Fi技术在水下互联网领域中广泛应用，即有可能彻底颠覆当前水下航行器之间的通信方式。

编辑：黄灵  yeshzhwu@foxmail.com