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技术的演进有种恒久的特性。当现有技术领域热得过头时，新的前沿技术便开始在外围领域开疆拓土。然后创新者们一拥而上，占领新的疆域，接着再一次陷入过热状态。如今无线通信领域中便有一项前沿技术属于此列。IEEE的5G无线计划旨在为更多用户提供更高的传输速率。但如今的移动频带已经拥挤不堪，我们需要的额外网络容量该从哪里来呢？
传统的无线电频谱管理观点认为网络容量有限，因此有限数量的频谱必须根据使用者进行分配，而在通信理论专家的眼中，无线容量则是完全无限量的。只要蜂窝小到一定程度，频率高到能提供更高的带宽，网络容量就可以无限增长，而有了更先进的信号处理方法和新型频谱共享策略，就可以实现更高的效率。在这些方法当中，采用更高频率的毫米波频段效果最明显，也最直接。毫米波是指30～300千兆赫的频段，该频段的可用带宽十分充裕。
从许多方面来看，毫米波无线通信技术实际上就是一个前沿领域。当前，利用毫米波的信号处理方法遭遇到了棘手的传输难题，因此大部分毫米波频段还没有被占用，也不适合使用。即使通过自由空间传输，信号的衰减也会随着频率的增大而增加，因此毫米波的可用路径长度很短，大约只有100～200米。5G技术的构想中有更小型的蜂窝尺寸，可以与这么短的距离匹配，但还存在数不清的其他障碍。毫米波内部和周围的建筑和物体（包括人在内）都会阻挡信号。雨和植物会进一步使毫米波出现衰减，并且衍射（指较长波长在遇到障碍物时出现弯曲的现象）效果也会大打折扣。即便是可以顺利反射较长波长的表面，要反射毫米波也十分困难，反而会使信号发生扩散。
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这样说来，也许这个领域能淘到金呢，只不过将会非常难得。不管怎样，不试试便永远不会知道结果。我记得马可尼在1901年成功将无线电信号发送至大西洋彼岸时，当时的物理学家却坚持认为信号会进入太空。最近，纽约大学的一个团队在纽约这个城市峡谷中进行了毫米波传输实验。要是让我来评价，我会像一个多世纪前的物理学家们一样，认为他们的传输不可能成功。但数据显示的结果却大相径庭。尽管纽约高楼林立，行人和车辆往来穿梭，城内拥挤、喧嚣，他们还是得到了惊人的传输覆盖范围。当然，这些覆盖范围不可能做到天衣无缝，但初步结果着实令人振奋。
就在我为这些发现感到惊讶之时，有人告诉我，毫米波传输是一种视距依赖传输，或许可以比作可见光传输，在可见光的世界里，夜晚并不像我们所以为的那样黑暗。我心里惦念着这种类比，在夜幕下的家中徘徊，唯有长长的走廊尽头亮着微弱的灯光。我在许多未曾意想到的地方发现了暗淡的光线。我想：光线是怎么到达这里的呢？即便它们抵达了这里，旁边的房间也可能是漆黑一片。而从始至终，我都能感到强烈的Wi-Fi信号如影随形地跟着我。
所以毫米波前沿领域将会非常难以攻克，不过我们工程师很擅长应对这种挑战，而且我们不是没有工具。我们可以根据这些小小的波长构建邮票大小的相控阵天线和高速电子元件，利用在更长波长下所开发的先进技术。
走在繁忙的城市街头时，这些复杂的技术将允许我们观看猫咪的三维视频。或许还有其他用途，很有可能。
作者：Robert W. Lucky
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