由通信的发展史浅谈通信行业的未来

电子科技大学 格拉斯哥学院 2017级 树畅

通信已经山穷水尽了吗

作为九十年代的最后一辈人，题主刚好经历了移动通信从1G到5G的飞跃式发展，可是却也曾听到过传言，通信专业已经到了一个瓶颈阶段，很难有特别大的提升。就拿刚刚提到的移动通信来说，有人认为，4G到5G完成的只是从人类移动通信到万物互联的改变，却没有关键技术的突破。此外，4G的速度已经很快了，人们再不需要更快捷的通信网络。如果这样，那通信行业岂不是毫无前景。

通信的未来究竟是什么样子的呢？

研究领域

事实上，通信世界的研究领域十分广阔，有蜂窝移动通信，卫星通信，短波通信，长波通信，流星余迹通信，水声通信和深空通信等，可谓是精彩纷呈，好不热闹。

浅谈通信的未来

那么要谈未来，在我看来要从两个方面入手，一个是市场需求，一个是行业挑战。

1. 市场需求

人类的需求是科技发展的动力，这一点对通信尤其适用。因为人们需要实现方便快捷的信息传递，所以才有了通信的出现。蜂窝移动通信的发展中，人们首先需要解决其有无的问题，于是研究人员采用了模拟电路，实现了信号的发射和接收。之后又由于语音短信业务的需求和对业务速度的要求，2G，3G，4G应运而生。而在未来，仍有许多市场需求没有得到满足，很多新兴市场也有待开拓。目前世界上还有大量未被通信信号覆盖的地方，如无法建设基站的海洋，就国内而言，新疆和西藏的部分地区也因难以铺设光纤而接收不到信号。特殊地区对信号的需求，便是通信未来发展的一个指向标。因此，水下通信或将成为第六代移动通信技术的一个亮点。在采集有关海洋学的数据、监测水下环境污染、海底异常活动和气候变化、探查海底目标以及远距离图像传输等活动中，通信都将发挥不可或缺的作用。此外，水下通信在军事领域也有极大的发展空间。进一步思考，这只是将陆地通信覆盖拓展到整个网络覆盖体系的一小步，除此之外为达成信号覆盖零死角的目标还有许多待开拓的途径等着我们去尝试。

2. 行业挑战

通信面临的挑战则来源于物理世界和受限的资源，克服这些挑战也是通信未来发展的必经之路。一方面，由硬件分子的热运动形成的干扰信号传输的能量场和来自其他信号源的有意或无意的干扰仍是我们需要解决的问题。另一方面，电池和电网所能储存的能量，频谱的传输频率范围，硬件性能，编译码速度和资源分配速率等的受限都极大的制约了无线传输的效率。还是以蜂窝移动通信的发展为例，研究人员优化了编码方式并采用大规模信号处理算法，使无线通信的计算能力有了显著提升。通过从模拟信号到数字信号，窄带到宽带，单模到多模，软件定义无线电等手段，人们一再减小了硬件的制约。未来人们还是可以以同样的方式不断应对这些挑战，从而实现传输效率的提升。

不忘初心，方得始终

然而，通信的未来不仅如此，作为一门学科，它还可以在其他领域大显身手。香农将信息论应用到金融行业，做了35年的股票投资，年化收益率达到了27%，而其助理约翰•凯利证明了信息论与赌博和投资的关系，并由信息论推导出了可有效用于对风险和收益的管理的凯利公式。他们的成功告诉我们各个学科之间都存在交叉，只要能专注于通信的基础知识，关注前沿领域，保持以不变应万变的心态，我们便可以成为未来的开拓者。值得注意的是此中的秘诀是坚守初心，因为初心易得，始终难守。