5G研究获新进展 推向毫米波频段部署与测试

顺应业界在今年初于纽约举行的布鲁克林5G高峰会议(Brooklyn 5G Summit)纷纷发布5G蜂窝计划的一波浪潮，纽约大学理工学院(NYU Polytechnic)的无线研究中心(NYU Wireless)正积极推动毫米波(mmWave)频段作为无线通讯的新领域。该中心认为10-300GHz之间的毫米波频率可为人口稠密的城市地区提供关键的连接性，满足预计将在2020年展开的第五代服务。

“许多公司都发布了非常重要的5G开发计划......他们真的承诺试图开发这项技术，”NYU Wireless副总监Sundeep Rangan指出，“这的确证实了该领域即意味着重大的商业影响力。”

研究人员们在Brooklyn Summit上展示高解析视讯串流在60GHz频率范围的端对端传输。该系统包括用于同步、等化与和增强解码的各种模组。

“该技术将在2020年以前展开全面发展。我们离那时已经不会太远了。许多活动都已陆续展开进行早期的塬型，”NYU Wireless总监Theodore Rappaport表示，“预计5G和毫米波系统的标准化将在未来一年展开，你会看到5G以一种渐进的方式成为扩展目前4G LTE标准的衔接技术。”

测试新天线与接收器

NYU Wireless已经测试下一代通讯好多年了，他们测量并建模毫米波，尤其是在28 GHz和38 GHz的频率。研究人员们分别在曼哈顿(Manhattan)与Brooklyn找到75处与8处地点，将配置低于100 miliWatt定向天线的基站放在屋顶上，以远低于当今基站的功率电平寻找可达到700英呎达的最佳传播方式。

位于布鲁克林区的5G/mmW发射机和接收机

“你不必完全位于视线范围内。你也可以安装在几个街道以外或甚至是在角落附近，但能量仍能起作用。它其实提供了许多多路径、强大的反射以及令人惊讶的大量散射，”Rappaport并补充说，他的团队使用光束组合，从而使天线范围扩展到超过1，000英尺。“如果你把接收机的全向天线换成定向天线......你其实可以克服空间损耗、传导以及蜂窝系统带来的挑战。”

NYU Wireless的学生在屋顶上安装无线设备

定向天线能够穿透树叶以及反射建筑物，不过要以亳米波穿透建筑物和楼层可能更加困难。除了建筑所需的接取点以外，Rappaport认为可在人口稠密区(如纽约市)每平方英里内距离200公尺的基站处安装64个单元。届时，这样的架构将可实现2-6Gbit/s的资料率，但用户可能会感受到数十Gbit/s的进展。

“我们也正在研究LTE以及如何提高现有的LTE系统、波束成形技术、讯号处理技术，以实现一个全新的毫米波未来—无线装置拥有几十个天线单元，基站也拥有成千上万个天线单元。”

该无线研究中心已经与NYU的其他机构以及放射学家合作，共同研究毫米波的生物效应，以及改善讯号处理技术，如加速核磁共振以及进行时即时成像。此外，NYU教授Justin Cappos设计了一个方案，能够保障个人密码免于骇客攻击；而Cappos和Yanyan Zhuang也致力于减少智能型手机感测器被骇客攻击的风险。

“早期的测量真正让我们的眼睛为之一亮，而我们正让这些测量成就推动我们的研究计划扩展至更大的可能性，”Rappaport表示。