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目前,WiFi、3G/4G蜂窝网络和相关技术在各个领域都被应用的很好,我们每个人以及日益增加的物联网(IoT)设备都在采用这些技术,这也导致网络容量已经快接近极限。因此,我们需要提升基于无线电的网络容量来满足带宽的需求,这是具有挑战性的。

基于无线电网络访问带宽增长的一个关键挑战是射频频谱的可用性,它可以分为两种:

· -授权的频谱

· -未授权的频谱

授权的频谱需要由政府机构(比如美国联邦通信委员会(FCC))专门授予,被特定的无线电应用、特定的用户组使用,通常被用在特定的区域。由于需求巨大,全国范围内的射频授权的费用可能要数十亿美元。人们不断努力的将频谱从较旧的,利润较低的领域中解放出来,并将其转移到5G蜂窝网络等领域。然而,这也存在一些问题。比如,随着频谱被接管,数十亿台电视机或其他无线电设备将被淘汰。因此,授权频谱依然稀缺且昂贵。

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除了授权频谱外,另一种选择就是未授权的频谱,像WiFi、蓝牙、家居自动化系统、遥控车和其他网络通常使用一组称为仪器、科学和医学(ISM)波段的频带。这些频段的使用对所有人都是免费的,但也有一些详细的规定。这种使用并不是唯一的,任何人都可以在ISM波段上传输通信。随着设备的日益增加,任何一台设备可用的带宽都可能发生显著的变化。在ISM频段中也会有更多的干扰,例如来自共享频带的微波炉,而频率较高的频带(比如10GHz以上)往往不会那么杂乱,但它们的无线电传播特性很差,很容易就会被墙壁或树叶所阻挡。