電場和磁場以適當(dāng)?shù)慕嵌冉M合在一起會(huì)產(chǎn)生無線電波。這些無線電波在不同的頻率產(chǎn)生，有用頻率的范圍稱為電磁頻譜。本文將討論無線頻譜的狀況及相關(guān)問題。

　　頻譜的管理

　　所有的電子通信都需要某種傳輸介質(zhì)來傳送要通信的信息，比如同軸電纜和光纖電纜。但是對于無線電而言，介質(zhì)則是自由空間。

　　在無線電通信中，電磁波在空中以光速（每秒3億米）從發(fā)射器傳播到接收器。這意味著我們的周圍到處都是電磁波。空中充滿了你可以想得到的各種可想象的無線信號，其數(shù)量之多卻是你無法想象的。

　　因此，無線電通信是如何通過所有這些看似干擾的信號成功實(shí)現(xiàn)的呢？是什么實(shí)現(xiàn)了無線連接呢？答案很簡單：就是因?yàn)槊客ㄐ哦荚谄浞峙涞念l率上。

　　好的接收器和收發(fā)器做得出色的地方就是在其自己的頻率上工作。信號根據(jù)頻率來分隔和選擇。電磁頻譜是無線信號使用的滿頻率范圍。

　　由于頻譜終究是"自由"空間，因此你會(huì)認(rèn)為每個(gè)人都可以使用它。其實(shí)錯(cuò)了！讓我們想象一下，如果成千上萬甚至上百萬的設(shè)備試圖同時(shí)使用同一頻率會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況。由于干擾問題，終會(huì)產(chǎn)生大量無通信設(shè)備。

　　這就是政府控制和管理幾乎所有頻譜的原因。超過150個(gè)國家或地區(qū)中的大多數(shù)國家或地區(qū)都設(shè)有頻率管理機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)和其他利益方每三年或四年會(huì)在國際電信聯(lián)盟（ITU）贊助的無線電通信大會(huì)（WRC）上齊聚一堂。

　　ITU還負(fù)責(zé)推進(jìn)衛(wèi)星管理。地球上空距赤道22,300英里的對地靜止衛(wèi)星軌道正在日益飽和，毫不夸張地講，在地球的某些地區(qū)上空的衛(wèi)星簡直可以互相看見。它每年下來都會(huì)變得越來越厚，以便能夠在這個(gè)軌道上放置新的衛(wèi)星。ITU和WRC負(fù)責(zé)管理衛(wèi)星的放置問題。

　　在美國，聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）管理著所有的商用和民用頻率，國家電信與信息管理機(jī)構(gòu)（NTIA）負(fù)責(zé)處理所有的政府和軍事頻率的分配。這些頻率包括無線電和電視廣播、蜂窩、陸地移動(dòng)無線電（LMR）、海洋與航空無線電、無線電定位、衛(wèi)星、雷達(dá)和所有你能想得到的東西。

　　NTIA提供所有美國頻率位置的圖表，該圖表在www.ntia.doc.gov/files/ntia/publications/2003-allochrt.pdf網(wǎng)站上提供。政府印刷局提供的美國聯(lián)邦法規(guī)（CFR）第47條第0至100部分有更加完整的頻譜分配列表。

　　美國聯(lián)邦法規(guī)于2011年10月更新。第2部分列出了頻率分配，但是頻譜分配中的變化每天在聯(lián)邦公報(bào)中公布。如果你以任何方式使用無線技術(shù)，本文將是所有相關(guān)法規(guī)的一個(gè)不可多得的參考。

　　解析頻譜

　　給出了從直流到光以及該范圍之外的總頻譜的大圖。請同時(shí)注意頻率和波長。在無線領(lǐng)域，我們主要使用的是頻率。但是在頻譜的上游區(qū)域，我們使用以米為單位的波長作為頻帶。

電磁頻譜涵蓋從直流到光的范圍。較低的無線電頻率主要是以頻率來指定。光學(xué)范圍則是以波長作為參考的。

　　無線電頻譜（用于無線通信的那些頻率）大致從30 kHz擴(kuò)展至300GHz.1GHz以上的頻率一般稱為微波（表1）。30至300GHz范圍的頻率也稱為毫米波。無線電范圍也分成多個(gè)部分，以便于識別。

　　300GHz以上是太赫（THz）區(qū)間，就在光譜開始之前。直到近，該區(qū)間一直都是一個(gè)死區(qū)。由于沒有硬件可用來產(chǎn)生或接收該范圍內(nèi)的信號，因此該區(qū)間沒有應(yīng)用。如今，隨著多個(gè)關(guān)鍵突破技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，該區(qū)間已經(jīng)變得前途無量。大量的研究和開發(fā)工作正在進(jìn)行中，因此未來可能出現(xiàn)適當(dāng)?shù)脑O(shè)備和各種有用的應(yīng)用。

　　然后就是光學(xué)區(qū)間。是的，光輻射是電磁輻射。我們從頻率分配轉(zhuǎn)換到波長分配。此范圍的低頻端是從300GHz（1000nm）開始的遠(yuǎn)紅外線（IR），緊接著是中紅外線和近紅外線。

　　IR在熱（溫度測量）和電子成像（夜視）領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛。它還是被選擇用于光纖通信的光。典型的工作通道為800至1600nm.

　　此外，IR也是電視和其他消費(fèi)類產(chǎn)品遙控器的主要通信頻帶，這些設(shè)備工作在800至1000nm區(qū)間。然后是700nm（紅色）至400nm（紫色）區(qū)間的可視光譜。超過可視光譜之外的是紫外光、X光和伽馬射線，這些光都超出了本文討論的范圍。

　　頻譜危機(jī)

　　馬克吐溫提出的"購買土地吧，因?yàn)樗豢稍偕?的建議同樣也適用于頻譜。一旦我們把頻譜用完，那么將在何處使用無線應(yīng)用呢？雖然我們現(xiàn)在還沒有全部用完，但是也非常接近了。有些頻譜段相比另外的頻譜更為有用，這些頻譜段基本上都已經(jīng)全部使用。

　　這些已滿的頻譜段包括VHF、UHF和100MHz至4GHz的低微波頻率。這就是蜂窩手機(jī)、廣播電視、無線局域網(wǎng)（LAN）以及藍(lán)牙和Wi-Fi等眾多流行短距離通信技術(shù)的工作頻率。如果沒有更多的頻譜，我們將面臨著無線擴(kuò)展的危機(jī)。

　　如今，無線是熱門，增長快的電子應(yīng)用板塊。如果沒有頻譜擴(kuò)展，是否意味著我們的無線應(yīng)用走到了盡頭？移動(dòng)運(yùn)營商就是這樣認(rèn)為的。那么美國政府是怎樣看待這個(gè)問題的呢？美國政府正將無線作為實(shí)現(xiàn)其國家寬帶計(jì)劃的解決方案，用于在整個(gè)美國普及高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。該怎么辦呢？

　　現(xiàn)在我們更加具體地了解一下這里所謂的頻譜危機(jī)。這個(gè)危機(jī)就是缺少擴(kuò)展手機(jī)和寬帶無線服務(wù)的頻譜。以下幾個(gè)關(guān)鍵趨勢使得問題更加惡化：

　　由于智能手機(jī)非同一般的普及和成功導(dǎo)致移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)訪問的爆增；"物聯(lián)網(wǎng)"連接現(xiàn)象以及無線機(jī)器對機(jī)器（M2M）通信的增長；實(shí)現(xiàn)國家寬帶計(jì)劃以便在美國的大部分地區(qū)提供高速互聯(lián)網(wǎng)連接的壓力。

　　更加具體地講，此危機(jī)是缺少使無線在這些應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)的具體頻率范圍。頻譜可以提供，只不過頻譜不是移動(dòng)運(yùn)營商等相關(guān)方想要的頻率范圍。每個(gè)人都想使用100MHz至大約4GHz的頻率范圍、VHF、UHF以及上文中提到的低頻微波范圍。為什么這個(gè)頻率區(qū)間這么受歡迎呢？

　　首先，該頻段非常適合不到100英里的短距離通信。其中的許多頻譜都是視距（LOS）頻譜，在這種頻譜中，通信的天線必須在可視范圍內(nèi)。不過，該范圍內(nèi)的較低頻率工作在部分非LOS環(huán)境中。這種特性使得信號無法傳得太遠(yuǎn)，并且會(huì)干擾同一頻率上的其他應(yīng)用。

　　此外，信號不像許多低頻信號一樣從電離層折射。短波信號（被稱為天空電波，頻率范圍為3至30MHz）可以從電離層反彈，從而使得信號傳送很長的距離，在某些情況下可以從地面反彈到電離層，然后又從電離層反彈到地面，如此這樣多次反彈。VHF、UHF和微波信號可以穿透電離層，因此這些信號在衛(wèi)星和其他航天器中使用。這種特性正是某些應(yīng)用所需要的。

　　由于物理學(xué)的原因，高于6GHz的頻率無法傳送那么遠(yuǎn)，除非使用極高功率和高靈敏度接收器。著名的弗林斯（Friis）公式規(guī)定，對于給定的功率級別，信號范圍與波長成比例。頻率越高，波長越短，給定功率級別和天線增益的信號的范圍越有限。

　　因此，確實(shí)只存在理想的頻率以及連續(xù)頻率短缺的情況。大多數(shù)新型手機(jī)和其他技術(shù)都采用正交頻分調(diào)制（OFDM）技術(shù)，這些應(yīng)用都需要高帶寬。不能將其分成較窄的通道。

　　此外，頻分雙工（FDD）蜂窩系統(tǒng)需要一個(gè)用于上行鏈路的連續(xù)頻段和一個(gè)用于下行鏈路的連續(xù)頻段。這些頻段必須具有適當(dāng)?shù)拈g隔，以避免發(fā)射器與接收器之間產(chǎn)生干擾。在移動(dòng)運(yùn)營商占有的頻譜內(nèi)尋找這些頻段一直都很難，有時(shí)候甚至是不可能的。有些頻譜可能可供使用，但是這些頻譜要么不夠?qū)?，要么沒有所需的間隔。頻譜碎片是一個(gè)難題，事實(shí)上它會(huì)造成頻譜浪費(fèi)。

　　關(guān)于這個(gè)問題，有意思的是在需要的范圍內(nèi)仍在許多未使用的頻譜塊。這些頻率由FCC或NTIA分配，為公司或政府機(jī)構(gòu)所有，不過它們一直未被使用。這些頻率由特定的被許可人占用，這些被許可人一直在控制這些頻率以備將來使用。

　　例如，電視頻道在幾年前就進(jìn)行了分配，但是廣播公司過去并不必為其支付費(fèi)用，但是大多數(shù)其他公司現(xiàn)在卻必須支付頻譜費(fèi)用。由于具有用于眾多其他有用服務(wù)的潛能，因此許多機(jī)構(gòu)對這些未使用的頻段一直覬覦不已。

　　低頻則更多，這個(gè)范圍有許多空白。遺憾的這些低頻無法支持如今的數(shù)字技術(shù)中非常普遍的高數(shù)據(jù)速率。數(shù)據(jù)必須調(diào)制到載波上才能發(fā)射。如果調(diào)制頻率或數(shù)據(jù)速率大于載波頻率，調(diào)制就不起作用。在某些情況下調(diào)制會(huì)起作用，但是終的調(diào)制帶寬會(huì)占據(jù)周圍的太多頻譜。對于高速數(shù)據(jù)來講，我們需要更高的頻率。

　　隨著數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)速率的不斷攀升，帶寬也必須隨之增加--數(shù)據(jù)越快，傳送數(shù)據(jù)所需的帶寬就越高。香農(nóng)定理規(guī)定了速度、帶寬與噪聲之間的關(guān)系。降低數(shù)據(jù)速率或者使用數(shù)據(jù)壓縮或更的調(diào)制技術(shù)等其他措施可以限度地降低帶寬需求，降低頻譜要求。

　　FCC的頻譜分配表為大眾提供了一種查閱方式，大眾可以通過此表了解頻段是如何分配的，這些頻段的用途是什么，以及這些頻段的被許可人和應(yīng)用領(lǐng)域。該表覆蓋從225 MHz至3.7 GHz的有用的頻率范圍?？稍趆ttps://reboot.fcc.gov/reform/systems/spectrum-dashboard上獲得此表。

　　緩解頻譜問題

　　這并不是什么新問題。這個(gè)問題已經(jīng)出現(xiàn)幾年了，隨著技術(shù)的更新?lián)Q代將我們帶入智能手機(jī)、高速數(shù)據(jù)、高清電視和快速互聯(lián)網(wǎng)接入時(shí)代，這個(gè)問題已經(jīng)變得日趨嚴(yán)重。這個(gè)永無止境的難題催生了一系列新方法、新政策和新技術(shù)。但解決這個(gè)問題任重而道遠(yuǎn)。

　　保留頻譜古老的方法之一是允許多個(gè)用戶在信號不互相干擾的情況下使用同一頻率，比如AM和FM廣播。

　　美國有十幾家頻率為780kHz的AM無線電臺，但是這些無線電臺在整個(gè)美國范圍內(nèi)間隔很遠(yuǎn)的距離。信號互相干擾的情況幾乎不存在，特別是在白天范圍限制在一百英里的時(shí)候。晚上，在天空電波反彈的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)一些干擾。但是一般來講，通過選擇頻率和地理位置可以將這類問題減至少。

　　FM也有同樣的問題。許多電臺都使用98.7 MHz.但是由于大多數(shù)FM信號多只能傳送70至100英里，因此許多電臺可以分配至同一頻率。

　　通過謹(jǐn)慎處理相鄰蜂窩基站的間距并調(diào)整蜂窩基站天線高度和方向以及功率級別，蜂窩手機(jī)系統(tǒng)可以重復(fù)使用頻率。由于大多數(shù)蜂窩基站范圍僅對幾英里有效，因此可以在覆蓋區(qū)域同一頻率上增加許多通話。

　　移動(dòng)運(yùn)營商向毫微微蜂窩基站以及更小的PICO微蜂窩基站和metro蜂窩基站方向的發(fā)展將有助于通過將蜂窩基站范圍限制為不到一英里（某些中僅幾百英尺），從而進(jìn)一步擴(kuò)展頻率復(fù)用方案。LMR基站以同樣的方式工作，它將VHF和UHF用于短距離手持設(shè)備和移動(dòng)無線電通信。

　　如果你用完了低頻空間，則可以在空間較多的高頻范圍尋找頻譜。這也是我們近幾十年所采取的做法。由于IC和其他固態(tài)設(shè)備已經(jīng)開發(fā)出來，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了更加優(yōu)化的高頻工作，這使得有可能將部分服務(wù)移到高頻范圍。蜂窩無線電范圍為800至900MHz,目前仍在使用。不過現(xiàn)在，1800至2700MHz的頻率范圍內(nèi)有許多更新的頻段。

　　Wi-Fi LAN開始和現(xiàn)在均使用2.4GHz,雖然現(xiàn)在分配的5GHz范圍的較新頻率已經(jīng)可以使用。在頻譜可用并且有電子設(shè)備支持該頻譜的情況下，大多數(shù)無線電服務(wù)都在逐步向高頻發(fā)展。隨著新無線標(biāo)準(zhǔn)（比如802.11ad）的制定和許可，Wi-Fi有望移至60GHz頻率。

　　同時(shí)，多年來，業(yè)界一直在致力于開發(fā)頻譜效率更高的電子設(shè)備。調(diào)制和接入技術(shù)已經(jīng)在增加給定帶寬的信號數(shù)量方面做了相當(dāng)多的工作。

　　初采用FM調(diào)制技術(shù)的蜂窩手機(jī)很快就被使用時(shí)分多路復(fù)用（TDM）的數(shù)字調(diào)制技術(shù)代替了。接下來出現(xiàn)的是展頻，如直擴(kuò)和跳頻方式，這些技術(shù)可以將許多用戶塞到分配的公共頻譜中去。

　　OFDM的頻譜效率更高。長期演進(jìn)（LTE）蜂窩標(biāo)準(zhǔn)使用OFDM和更的調(diào)制方案，從而在更窄的通道中獲得高數(shù)據(jù)速率。OFDM版本稱為離散多頻音調(diào)制（DMT），用來在DSL高速互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的帶寬有限的電話雙絞線上獲得高數(shù)據(jù)速率。

　　多輸入多輸出（MIMO）是用于在有限的頻譜中提高數(shù)據(jù)速率的另一種技術(shù)。通過使用多個(gè)收發(fā)器和天線，高速數(shù)據(jù)可以分成不同的數(shù)據(jù)流，然后在同一通道中同時(shí)發(fā)射。通過每個(gè)被發(fā)射信號的編碼和具有本質(zhì)差別的信號特性，數(shù)據(jù)可以在接收器端進(jìn)行提取，然后重組成初的快速數(shù)據(jù)流。Wi-Fi使用的就是這種技術(shù)，LTE也是。

　　通過以不同的時(shí)隙將發(fā)送和接收數(shù)字信號放在同一頻率，時(shí)分雙工技術(shù)（TDD）還可以節(jié)省空間。TDD技術(shù)是一種可以實(shí)現(xiàn)全雙工（同時(shí)雙向轉(zhuǎn)換）的高頻譜效率技術(shù)。大多數(shù)蜂窩系統(tǒng)仍在使用FDD技術(shù)，該技術(shù)使用兩個(gè)隔開的頻譜段，以避免發(fā)射和接收的信號之間產(chǎn)生干擾。一個(gè)頻譜段是上行鏈路，另一個(gè)頻譜段是下行鏈路。但是使用TDD技術(shù)時(shí)，只需要一個(gè)頻譜段。

　　接下來是數(shù)據(jù)壓縮。開始的時(shí)候，電視廣播系統(tǒng)分配的是6MHz頻道，通過面向視頻的截?cái)嗷驓埩暨厧M來配合初的模擬電視信號。如今，廣播公司通過MPEG2視頻壓縮和八級殘留邊帶（8VSB）等多符號調(diào)制技術(shù)將高清視頻放入該6MHz頻帶中。視頻壓縮在蜂窩手機(jī)中也很常見。

　　雙向無線電也使用節(jié)省頻譜的方法。老的方法之一是單邊帶（SSB），這是一種僅使用AM處理產(chǎn)生的兩個(gè)邊帶之一的AM無線電形式。這就將所需的頻譜減少了一半。軍事、海洋無線電和業(yè)余無線電運(yùn)營商全部采用SSB技術(shù)。

　　用于公共安全和服務(wù)的基于FM的LMR系統(tǒng)現(xiàn)在必須將其帶寬從25kHz減至12.5kHz,并終減至6.25kHz,從而容納更多的用戶?，F(xiàn)在通過語音壓縮和四級頻移鍵控（4FSK）等多符號調(diào)制技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

　　一種的新技術(shù)可以通過濾波間接保留頻譜。ISCO International的Proteus PurePass信號處理器是一款設(shè)計(jì)用來安裝在蜂窩基站接收端的自適應(yīng)數(shù)字濾波器。該設(shè)備可以消除對上行鏈路從手持設(shè)備接收到的小信號的任何干擾。這種干擾可能來自相鄰的通道或者其他附近的干擾源。該濾波器可以限度地提高現(xiàn)有頻譜使用率，從而支持現(xiàn)有頻譜中的更多呼叫，并實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐能力。

ISCO International公司的Proteus濾波器可以通過蜂窩基站接收端的自適應(yīng)數(shù)字濾波來優(yōu)化現(xiàn)有頻譜的使用。

　　這個(gè)行業(yè)也可以采用挪東補(bǔ)西的方式。有時(shí)，當(dāng)一個(gè)服務(wù)用完頻譜并且無法擴(kuò)展時(shí)就會(huì)出現(xiàn)這種情況，因此它會(huì)向FCC（或NTIA）請求和施壓。FCC會(huì)找出一些分配給別人的未使用頻譜，拿出來進(jìn)行重新分配。這就像房地產(chǎn)中的土地征用權(quán)。隨著壓力的不斷增加，未來將會(huì)尋找更多像這樣的頻譜。

　　拍賣是所有方案中有用的方案之一。只需找出和獲得未使用的頻譜，重新確定其用途，然后將其賣給出價(jià)的投標(biāo)人。FCC于2008年舉行了多次拍賣，該機(jī)構(gòu)將許多頻譜賣給了移動(dòng)運(yùn)營商，從而解決了他們的一些問題，并使美國財(cái)政部獲得了190億美元的收入。期待不久的將來有另外拍賣，在這次拍賣中，回收利用的廣播電視頻譜將被賣出，主要用于蜂窩擴(kuò)展和國家寬帶計(jì)劃。

　　頻譜問題的另一個(gè)解決方案是找到擁有你所需頻譜的人，購買該頻譜，或者用你所擁有的其他頻譜進(jìn)行交換。通?？尚械霓k法是，通過找到擁有所需頻譜的各方，將不相關(guān)的頻譜塊拼湊成大頻譜段。不過這需要FCC的批準(zhǔn)。頻譜經(jīng)紀(jì)人會(huì)在買家和賣家之間穿針引線。

　　或者可以試試向議會(huì)、FCC和NTIA施壓。FCC和NTIA掌握著重新分配頻譜的權(quán)力。在大部分頻譜都已經(jīng)分配的情況下，尋找新的頻譜塊進(jìn)行重新分配或拍賣是很難的事情。不過有時(shí)候也可以這樣做。這些管理機(jī)構(gòu)需要一些充分的理由（政治理由或經(jīng)濟(jì)理由）來促使他們有所行動(dòng)。像說客這樣的外部影響往往會(huì)起作用。

　　當(dāng)然，這些機(jī)構(gòu)可以改進(jìn)他們的頻譜管理。FCC和NTIA手頭的頻譜分配管理工作非常繁忙。這種工作極其復(fù)雜，涉及數(shù)千家實(shí)體。每天會(huì)發(fā)生幾百甚至幾千次頻譜交易，跟蹤這些交易的進(jìn)展是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。管理工作中的任何改進(jìn)都可以找到可以重新分配的頻譜。其目標(biāo)是優(yōu)化現(xiàn)有頻譜的使用情況。

　　然后這些機(jī)構(gòu)就可以再次分配更多未經(jīng)許可的頻譜。在考慮可以做什么之后，這才能視為一個(gè)解決方案。例如，任何人都可以將未經(jīng)授權(quán)的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）頻帶（比如規(guī)章第15部分許可的902至928MHz）與經(jīng)過許可的設(shè)備配合使用。

　　各類人員、服務(wù)和設(shè)備都可以不受干擾地使用這一區(qū)間，如工業(yè)遙測系統(tǒng)和無繩電話。用戶間隔較大和低功率限制可以限度地降低干擾，從而實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用。

　　此外，上億未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備也在使用廣受歡迎的2.4至2.483GHz頻帶。的用戶是藍(lán)牙和上億臺耳機(jī)/蜂窩手機(jī)無線電。Wi-Fi LAN以及訪問上百萬個(gè)接入點(diǎn)和熱點(diǎn)的筆記本電腦、平板電腦和智能手機(jī)也是的用戶。那么為什么會(huì)沒有更多的干擾呢？

　　當(dāng)然，干擾是有的，只不過這種干擾在短距離范圍內(nèi)，由于功率低而得到了限度地降低。此外，捷頻技術(shù)可以檢測并避免沖突。這些未經(jīng)許可的技術(shù)可以解決干擾問題并實(shí)現(xiàn)在廣泛使用的頻譜中 共存。應(yīng)該有更多這樣的技術(shù)。不過與獨(dú)占許可頻譜一樣，仍然不能保證不會(huì)出現(xiàn)任何干擾。

　　白色空間（指50至700MHz范圍內(nèi)未使用的電視頻道）可以提供另一種解決方案。這些空間隨不同城市而有所不同，具體取決于電視頻道分配以及它們之間的隔開方式。FCC已經(jīng)授權(quán)將這些頻道用于無線高速上網(wǎng)等數(shù)據(jù)應(yīng)用。有人稱其為"超級Wi-Fi",但它并不是802.11.它采用不同的無線電技術(shù)以限度地提高現(xiàn)有6MHz通道的數(shù)據(jù)速率。

　　白色空間發(fā)展的是強(qiáng)制使用無線電必須訪問的數(shù)據(jù)庫，以確保它們不會(huì)干擾當(dāng)?shù)仉娨暸_或者附近的其他無線設(shè)備，比如無線麥克風(fēng)。無線電選擇可工作頻道，然后訪問該數(shù)據(jù)庫以檢查是否可能出現(xiàn)干擾問題。如果未檢測到干擾，就會(huì)進(jìn)行傳送。如果可能有干擾，則會(huì)選擇另一個(gè)頻道以避免產(chǎn)生干擾。

　　這種捷頻特性來源于一種稱為"認(rèn)知無線電"的技術(shù)，該無線電是軟件定義無線電（SDR）的衍生物，它可以給無線電增加智能和決策能力，使其能夠找到可進(jìn)行可靠通信的頻率，同時(shí)避免干擾。FCC認(rèn)可的數(shù)據(jù)庫現(xiàn)在由Spectrum Bridge公司和Telcordia公司提供。

　　Carlson Wireless公司和英國合作伙伴Neul公司是首批推出白色空間無線電設(shè)備的公司。Carlson Wireless公司的RuralConnect IP Version II （RCIP VII）包含一個(gè)基站和用戶終端設(shè)備。該設(shè)備被設(shè)計(jì)用來在470至786MHz范圍內(nèi)創(chuàng)建用于語音、數(shù)據(jù)和視頻的點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。它還可以通過正交相移鍵控（QPSK）或16相位正交振幅調(diào)制（16QAM）在6MHz頻道內(nèi)實(shí)現(xiàn)4、6、8、12或16Mbps的數(shù)據(jù)速率。同時(shí)還使用了時(shí)分雙工（TDD）技術(shù)。

Carlson公司的RuralConnect IP Version II由一個(gè)基站（a）和一個(gè)CPE設(shè)備（b）組成，CPE設(shè)備安裝在天線上或天線附近，通過以太網(wǎng)電纜連接至用戶的PC或其他設(shè)備。

　　6MHz通道通過支持下游3Mbps和上游1Mbps的典型數(shù)據(jù)流，可以容納40至60個(gè)同時(shí)使用的用戶。發(fā)射功率為+30dBm,接收靈敏度范圍為-86至-89dBm.安全方面使用AES-128加密標(biāo)準(zhǔn)，具有共享的加密密鑰。這些設(shè)備被設(shè)計(jì)為使用Telcordia和Spectrum Bridge公司的數(shù)據(jù)庫，工作在FCC第15部分規(guī)則和英國Ofcom機(jī)構(gòu)的規(guī)則下。

　　有些移動(dòng)運(yùn)營商正在將視頻流傳輸?shù)雀咚贁?shù)據(jù)訪問卸載至附近的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。如果智能手機(jī)用戶訪問視頻時(shí)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)過載，可以通過附近的Wi-Fi熱點(diǎn)（如果有的話）重新路由數(shù)據(jù)流。由于附近的Wi-Fi接入點(diǎn)無處不在（這得益于幾百萬個(gè)接入點(diǎn)），因此這是一個(gè)可行的解決方案。有些運(yùn)營商甚至正在擴(kuò)展他們的現(xiàn)有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)或者構(gòu)建新的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)解決頻譜危機(jī)的變通解決方案。

　　Wi-Fi的版本802.11ac在幫助解決卸載問題方面還有很長的路要走。該版本可以在5GHz ISM頻帶中實(shí)現(xiàn)高于1Gbps的數(shù)據(jù)速率。博通（Broadcom）公司的BCM43460系統(tǒng)級芯片（SoC）將有助于實(shí)現(xiàn)一些這樣的新型快速接入點(diǎn)。

博通的BCM43460是一款符合IEEE 802.11ac標(biāo)準(zhǔn)的SoC,該芯片的目標(biāo)應(yīng)用是能夠進(jìn)行蜂窩頻帶卸載的企業(yè)接入點(diǎn)和熱點(diǎn)。

它采用3×3 MIMO技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)1.3Gbps的數(shù)據(jù)速率。

　　，如果所有方案都不起作用的話，就采用電纜。用一條同軸電纜就可以傳送無線電頻譜的大多數(shù)低頻部分，并且不會(huì)干擾其他應(yīng)用。有線電視就是這樣做的。標(biāo)準(zhǔn)RG-6/U同軸電纜傳送40MHz至高于1GHz的電視信號和高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。光纖電纜可以以100Gbps或更高的速率傳送數(shù)據(jù)信號。電纜的成本雖高，但是如果使用電纜的話就意味著整個(gè)電纜頻譜全部都屬于你。