当我第一次看到“高频交易”或HFT时，我还以为这是一种先进的工程技术，用来交易和管理频谱使用，以增加信道容量或提高信噪比(SNR)。但是我错了。
事实并非如此，它其实与华尔街相关的贸易公司向美国联邦通信委员会(FCC)提交的一项申请有关，该申请使这些公司能够使用部分频谱，在30MHz以下的高频(HF)频段设置“私人”高功率发射机，传统上也称为短波频段。因此，他们可以在芝加哥和纽约等城市之间传输股票和相关价格，传输速度要比使用光链路快几毫秒。
这种微小的速度增长将使他们能够“领先于”其他人的交易，并利用微小的价差来获得额外的利润。这个方案有自己的名字，叫做“延时套利”。
这篇来自“短波现代化联盟”(SMC)的申请书编号为RM-11953，标题为“Shortwave Modernization Coalition Petition for Rulemaking to Amend the Commission’s Rules to Allow Fixed, Long-Distance, Non-Voice Communications Above 2 MHz and Below 25 MHz”(短波现代化联盟关于修改委员会规则以允许2MHz以上、25MHz以下的固定、长途、非语音通信的规则制定申请书)，如果打算查阅请做好心理准备，该申请长达105页，双倍行距，且全是文本。他们申请书的请求可能会让50kHz、20kW的信号紧邻于七个业余无线电(ham)频段。
与这些功率水平相比，业余爱好者则会受到规则的第90部分的高频规则的限制，峰值包络功率(PEP)不得超过1000W。即使是这个峰值功率数字也有一定的误导性，因为大多数业余无线电爱好者的工作功率都在100W以下(被称为“running barefoot”，赤脚跑步)，许多人的工作功率通常都在10W以下，但仍能实现长距离甚至全球范围的联络。此外，SMC的提案将把目前用于1000W功率限制的-73dB带边/带外衰减保护降低到仅用于其提议的20kW限制的-50dB保护。
该提案包括四种可能的传输场景：
我们看到的传播延迟有几分减少？基本的物理和数学知识表明，对于他们使用的典型RF-hop距离，无线大气路径与光纤路径相比节省的时间约为10毫秒，在许多情况下甚至更短。
在股票交易HFT中使用无线电链路并不是什么新技术。连接主要交易中心的点对点微波塔已经使用了射频链路。不过，许多此类系统使用的是微波链路，其可用带宽比高频频段更大。此外，由于它们是点对点系统，其发射的射频能量比较有限，并且波束范围相当窄。
然而，长距离微波链路需要许多微波塔，因为受到地球曲率的影响，微波塔的覆盖范围通常限制在最大30至50英里，且它是由与塔高度有关的函数计算得出的(图1)。
图1微波中继塔通常相距30至50英里，并使用聚焦波束，射频"飞溅"极小，造成邻近频谱射频干扰的可能性不大。资料来源：Dr Jai W. Kang
长距离高频延时套利链路已经投入使用。与微波塔不同，它在链路的每一端只需要一根天线。然而，同一链路及其路径会受到各种性能不一致问题和“skip zones”(静默区)的影响。这些都是大气传播条件的作用，而大气传播条件随时间、太阳黑子周期和许多其他因素而变化，只能在一定程度上进行预测(图2)。此外，有效数据传输速率较低，但对于HFT应用来说可能足够了。
图2除了一些可预测的变化之外，长距离RF链路还受到变幻莫测的大气传播特性的影响。资料来源：澳大利亚太空天气预报中心
软件工程师兼业余无线电操作员Bob Van Valzah在芝加哥地区发现了这种高频天线。他还对模糊了所有权和运营许可的公司和组织进行了深入挖掘，详情见他的博客“Shortwave Trading | Part I | The West Chicago Tower Mystery”
这一最新申请要求更高的功率和频率切片，这可能会导致相邻信道的问题。显然，业余无线电界在其主要用户协会ARRL的领导下，已经对该提案提出了许多反对意见，指出了可能的溢出干扰、潜在的安全/应急相关问题以及日常问题。据ARRL称，美国大约有76万业余无线电操作员，虽然其中许多并不活跃，但基本人数在不断增加。
但问题不在于哪一方拥有更多的成员或资金，而是如何更好地利用有限的电磁频谱资源，以及滥用频谱可能对其他用户和服务造成的危害。
请记住，频谱是一种不寻常的资源。一方面，它是有限的，你无法创造更多。尽管整个频谱都遵循麦克斯韦方程，但它的不同部分具有不可改变的属性，例如，低频与太赫兹频谱相比就完全不同。
另一方面，频谱可以无限循环利用，使用频谱并不会消耗它，这与使用锂甚至氦等有形资源不同，有形资源会消散到大气中，然后进入到外太空，一旦消失就无法回收。从这个意义上说，我们非常幸运，频谱可以被使用，但不会被消耗。
您对将频谱用于有限用途的私人链路(例如HFT)与更广泛的应用有何看法？这种频谱分配有意义吗？干扰风险是否可控？是否值得一试，因为可以推翻决定，收回已使用的频谱？或者说，即使存在干扰问题，在进行了如此大规模的HFT投资后，收回分配的频谱也不太可能发生？
(原文刊登于EDN姊妹网站Planet Analog，参考链接：Should stock trading get high-frequency spectrum?，由Ricardo Xie编译。)
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