5G毫米波頻段部署與測(cè)試進(jìn)行時(shí)

       因應(yīng)業(yè)界在今年初于紐約舉行的布魯克林5G高峰會(huì)議（Brooklyn 5G Summit）紛紛發(fā)布5G蜂巢式計(jì)劃的一波浪潮，紐約大學(xué)理工學(xué)院（NYU Polytechnic）的無(wú)線研究中心（NYU Wireless）正積極推動(dòng)毫米波（mmWave）頻段作為無(wú)線通訊的新領(lǐng)域。該中心認(rèn)為10-300GHz之間的毫米波頻率可為人口稠密的城市地區(qū)提供關(guān)鍵的連接性，滿(mǎn)足預(yù)計(jì)將在2020年展開(kāi)的第五代服務(wù)。

　　“許多公司都發(fā)布了非常重要的5G開(kāi)發(fā)計(jì)劃.......他們真的承諾試圖開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，”NYU Wireless副總監(jiān)Sundeep Rangan指出，“這的確證實(shí)了該領(lǐng)域即意味著重大的商業(yè)影響力。”

　　研究人員們?cè)贐rooklyn Summit上展示高解析視訊串流在60GHz頻率范圍的端對(duì)端傳輸。該系統(tǒng)包括用于同步、等化與和增強(qiáng)解碼的各種模組。

　　Theodore Rappaport

　　“該技術(shù)將在2020年以前展開(kāi)全面發(fā)展。我們離那時(shí)已經(jīng)不會(huì)太遠(yuǎn)了。許多活動(dòng)都已陸續(xù)展開(kāi)進(jìn)行早期的原型，”NYU Wireless總監(jiān)Theodore Rappaport表示，“預(yù)計(jì)5G和毫米波系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化將在未來(lái)一年展開(kāi)，你會(huì)看到5G以一種漸進(jìn)的方式成為擴(kuò)展目前4G LTE標(biāo)準(zhǔn)的銜接技術(shù)。”

　　測(cè)試新天線與接收器

　　NYU Wireless已經(jīng)測(cè)試下一代通訊好多年了，他們測(cè)量并建模毫米波，尤其是在28 GHz和38 GHz的頻率。研究人員們分別在曼哈頓（Manhattan）與Brooklyn找到75處與8處地點(diǎn)，將配置低于100 miliWatt定向天線的基地臺(tái)放在屋頂上，以遠(yuǎn)低于當(dāng)今基地臺(tái)的功率電平尋找可達(dá)到700英尺達(dá)的最佳傳播方式。

　　位于布魯克林區(qū)的5G/mmW發(fā)射機(jī)和接收機(jī)

　　“你不必完全位于視線范圍內(nèi)。你也可以安裝在幾個(gè)街道以外或甚至是在角落附近，但能量仍能起作用。它其實(shí)提供了許多多路徑、強(qiáng)大的反射以及令人驚訝的大量散 射，”Rappaport并補(bǔ)充說(shuō)，他的團(tuán)隊(duì)使用光束組合，從而使天線范圍擴(kuò)展到超過(guò)1，000英尺。“如果你把接收機(jī)的全向天線換成定向天 線。..。..你其實(shí)可以克服空間損耗、傳導(dǎo)以及蜂巢式系統(tǒng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。”

　　NYU Wireless的學(xué)生在屋頂上安裝無(wú)線設(shè)備

　　定向天線能夠穿透樹(shù)葉以及反射建筑物，不過(guò)要以亳米波穿透建筑物和樓層可能更加困難。除了建筑所需的接取點(diǎn)以外，Rappaport認(rèn)為可在人口稠密區(qū) （如 紐約市）每平方英哩內(nèi)距離200公尺的基地臺(tái)處安裝64個(gè)單元。屆時(shí)，這樣的架構(gòu)將可實(shí)現(xiàn)2-6Gbit/s的資料率，但用戶(hù)可能會(huì)感受到數(shù)十Gbit /s的進(jìn)展。

　　“我們也正在研究LTE以及如何提高現(xiàn)有的LTE系統(tǒng)、波束成形技術(shù)、訊號(hào)處理技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)全新的毫米波未來(lái)——無(wú)線裝置擁有幾十個(gè)天線單元，基地臺(tái)也擁有成千上萬(wàn)個(gè)天線單元。”

　　該無(wú)線研究中心已經(jīng)與NYU的其他機(jī)構(gòu)以及放射學(xué)家合作，共同研究毫米波的生物效應(yīng)，以及改善訊號(hào)處理技術(shù)，如加速核磁共振以及進(jìn)行時(shí)即時(shí)成像。此 外，NYU教授JusTIn Cappos設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，能夠保障個(gè)人密碼免于駭客攻擊；而Cappos和Yanyan Zhuang也致力于減少智慧型手機(jī)感測(cè)器被駭客攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。

　　“早期的測(cè)量真正讓我們的眼睛為之一亮，而我們正讓這些測(cè)量成就推動(dòng)我們的研究計(jì)劃擴(kuò)展至更大的可能性，”Rappaport說(shuō)。