因應(yīng)業(yè)界在今年初于紐約舉行的布魯克林5G高峰會議（Brooklyn 5G Summit）紛紛發(fā)布5G蜂巢式計劃的一波浪潮，紐約大學(xué)理工學(xué)院（NYU Polytechnic）的無線研究中心（NYU Wireless）正積極推動毫米波（mmWave）頻段作為無線通訊的新領(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，滿足預(yù)計將在2020年展開的第五代服務(wù)。
“許多公司都發(fā)布了非常重要的5G開發(fā)計劃.......他們真的承諾試圖開發(fā)這項技術(shù)，”NYU Wireless副總監(jiān)Sundeep Rangan指出，“這的確證實了該領(lǐng)域即意味著重大的商業(yè)影響力。”
研究人員們在Brooklyn Summit上展示高解析視訊串流在60GHz頻率范圍的端對端傳輸。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年以前展開全面發(fā)展。我們離那時已經(jīng)不會太遠(yuǎn)了。許多活動都已陸續(xù)展開進(jìn)行早期的原型，”NYU Wireless總監(jiān)Theodore Rappaport表示，“預(yù)計5G和毫米波系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化將在未來一年展開，你會看到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)。”
測試新天線與接收器
NYU Wireless已經(jīng)測試下一代通訊好多年了，他們測量并建模毫米波，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，將配置低于100 miliWatt定向天線的基地臺放在屋頂上，以遠(yuǎn)低于當(dāng)今基地臺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街道以外或甚至是在角落附近，但能量仍能起作用。它其實提供了許多多路徑、強(qiáng)大的反射以及令人驚訝的大量散 射，”Rappaport并補(bǔ)充說，他的團(tuán)隊使用光束組合，從而使天線范圍擴(kuò)展到超過1，000英尺。“如果你把接收機(jī)的全向天線換成定向天 線。..。..你其實可以克服空間損耗、傳導(dǎo)以及蜂巢式系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)。”
NYU Wireless的學(xué)生在屋頂上安裝無線設(shè)備
定向天線能夠穿透樹葉以及反射建筑物，不過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公尺的基地臺處安裝64個單元。屆時，這樣的架構(gòu)將可實現(xiàn)2-6Gbit/s的資料率，但用戶可能會感受到數(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)、訊號處理技術(shù)，以實現(xiàn)一個全新的毫米波未來——無線裝置擁有幾十個天線單元，基地臺也擁有成千上萬個天線單元。”
該無線研究中心已經(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)，以及改善訊號處理技術(shù)，如加速核磁共振以及進(jìn)行時即時成像。此 外，NYU教授JusTIn Cappos設(shè)計了一個方案，能夠保障個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)感測器被駭客攻擊的風(fēng)險。
“早期的測量真正讓我們的眼睛為之一亮，而我們正讓這些測量成就推動我們的研究計劃擴(kuò)展至更大的可能性，”Rappaport說。
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