下个60年的无线和网络技术将比上个60年愈来愈精彩。由于全世界所有人都将能够获得网络连接,射频(RF)带宽将会得到统一,光子LiFi、对等网络通信以及低轨道卫星回程集成等技术将使地球“融为一体”。

柔性智能手机

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来源:诺基亚

未来所有的元器件都将提供柔性选择,因此设备可根据不同的目的进行变形。上图所示的诺基亚柔性透明智能手机可以变形成手环,或摊平用作桌面使用。小插入环可以让用户查看来电信息等功能,而不必将整个手机从公文包、背包或手袋中取出。白色的环可以戴在手腕上,或夹在随身携带的布袋挂绳或其他方便的可穿戴设备上。

石墨烯晶体管

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来源:IBM

IBM的三级石墨烯RF接收器IC,顶部方框中显示了IC放大后的扫描电镜(SEM)图像。我们仔细看下它集成了所有的关键射频元器件(电感、电容和石墨烯场效应晶体管FET)。在底部方框中可以看到在一个芯片中包含了十几个石墨烯射频IC,这使智能手机等无线设备只需使用一个2mm×2mm的RF前端即可。

可穿戴设备

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来源:Valencell

目前,根据美国对可穿戴技术设备的一项全国性调查,消费者认为,精度是可穿戴设备的最重要的指标。然而,如果精度得到提高,在那些现在还没有购买可穿戴设备的人当中,将有一半以上会考虑在未来购买一个。根据生物数据传感器技术公司Valencell所说,随着每年可穿戴设备的精度提高,人们将会希望用这类设备来接管各种无线和网络应用。

入侵容忍网络

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未来,网络通过采用能够有效监督基础通信的消息系统,防止恶意软件执行,将能实现“入侵容忍”。上图显示的是约翰霍普金斯大学设计的入侵容忍网络,它被用来验证防止电网和云计算等重要基础设施不受破坏干扰的概念。约翰霍普金斯大学与美国东北大学和普渡大学以及Spread Concepts公司和LTN Global Communications公司合作,经过五年时间开发了这个方法。入侵容忍技术能够保护网络,即便是在被攻击时也能保持它运行重要服务。这个被称为“首个实用的入侵容忍网络服务”的模型,将在2076年前被部署到全球范围内。作为第一个能够克服复杂攻击和危害的网络服务,它利用LTN Global Communications的云端,经历了将近一年的测试来评估和验证。测试取得圆满成功,但对电网和商业云等关键基础设施网络来说,还需减少价格。

遥控器

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来源:TI

所有的遥控器并不需要等到2076年这么遥远的时间,就能利用TI等公司新的语音控制遥控解决方案实现语音控制。作为其SimpleLink超低功耗平台的一部分,该解决方案专门用来帮助开发人员,将超低功耗蓝牙低功耗(BLE)、ZigBee RF4CE(针对消费类电子的无线电频率),甚至是结合了多种标准的连接,轻松加入到电视、机顶盒以及其他消费类电子产品的语音控制遥控器。多标准设备可以使用TI的CC2650(集成了两个射频发射器),或使用仅使用其中一个RF发射器的用于多个产品的相同电路板。搜索、手势和指点等声控射频命令相比目前使用的红外线遥控器也更节省功耗。

软件定义无线电

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现在,智能手机和机器对机器(M2M)IoT设备等其它无线设备,必须满足不同国家和地区对相同功能的多个频段的要求。也就是说,同一个设备中会包含十好几个射频前端。然而,未来,软件定义无线电将能减轻这个负担,具体做法是将一个无线电调谐到各种频段,而为必须同时运行的频段(如LTE、蓝牙和WiFi)保留多个射频前端。世界上第一个商业化的软件定义无线电是Silicon Labs推出的,它支持FM、HD Radio,以及数字音频广播(DAB/ DAB+)等广播。然而,在未来,软件定义无线电将能提供任何RF频段,这使设计人员能够将频率自动切换机制集成进去,从而满足人们的国外出行。

5G到10G

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来源:Xilinx及BEEcube

如果假设5G频段和网络将从2020年开始取代4G,再下一代网络将在大约10年后出现,那么到2076年我们将会处在10G时代。所有我所交谈过的分析师都没有预测过60年后会发生什么,所以我就只能大胆猜测了。5G的既定目标是更有效地管理从超声波到紫外线的整个频谱,而不是继续聚焦于用来在微波炉中烤肉,并已影响到微波塔附近工作人员健康的2.4GHz频段。除了更快的数据速率(高达1GHz),5G的目的还在于实现更低的电池消耗、更低的断电、更好的覆盖、更低的延迟、更低的基础设施成本、更高的可扩展性,以及更可靠的通信。6G到10G还会增加的特性包括:家用设备的连接性(从而消除办公桌、电视和家庭娱乐游戏机背后一大堆乱糟糟的电线)、对等网络通信(减少主干网络阻塞)、每个频段中的兼容协议、Li-Fi网络的集成(该网络使用LED信令进行通信),以及低轨道卫星的回程集成。

RFID标签

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来源:维基百科

无线射频识别(RFID)标签最初是由Léon Theremin发明,用作苏联转发音频事件的间谍工具。在1945年发明RFID标签时,声波通过振动振膜,改变射频谐振器的形状,来对其进行调制。虽然这个设备那时是一个窃听器,但它却激发了当代无源RFID标签从库存跟踪到寻找丢失宠物等领域的疯狂增长。到2076年,每个生产设备都将有内置RFID功能,因此我们再不会丢失设备了(当然这也滋生了黑市产业来设法予以攻克)。

人工神经网络

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人工神经网络(ANN)是唯一能够解决非确定性多项式时间当中棘手的多变量问题(所谓的NP完全问题)的技术(虽然量子计算机据说也能解决NP完全问题,但还没有履行这个承诺)。另一方面,我们可以很容易地构建人工神经网络,来用混合信号材料(如忆阻器)及仿真数字网络(如IBM的TrueNorth类人脑芯片)解决NP完全问题。深度学习是最新的流行词汇,它仅是一个带有很多层的人工神经网络,但是到2076年,超导人工神经网络(无论是基于混合信号、全数字还是量子的)将会是宇宙中最聪明的人工智能。好消息是,超导ANN不会接手人的工作,但会通过无线方式与人体植入物持续联系,使人们变得智力超群,从而扩展人们的能力。

全相关(Omnirelevance)

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来源:Globant

无需到2076年,无线/联网消费类电子产品就能很快变得无处不在,这些产品的卖点将不再是它们的功能,而是它们的全相关性——也就是说,一个品牌将如何影响购买者的生活方式以及寿命。全相关构建在对顾客“品牌之旅”的理解之上,具体而言便是面对日益激烈的品牌竞争,始终保持相关性。

您对无线的未来又有哪些预测呢?

(Franklin Zhao编译)