美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究人员发现,针对高速、数据丰富的5G系统,毫米波(mmWave)频谱的不同频段的传输性能是一致的,这解决了无线通信领域的一个关键争议。
无线系统正在向10-100千兆赫(GHz)的毫米波频谱移动,高于拥挤的蜂窝频率以及早期的5G系统约3千兆赫。系统操作员倾向于选择新毫米波频谱的较低频段。一个原因是它们受到一个公式的影响,该公式认为,由于波长较小,在较高频率上丢失的信号较多,从而导致天线的有效面积较小。但到目前为止,许多组织对这种影响的测量结果对这是否正确存在分歧。
NIST的研究人员开发了一种测量频率影响的新方法,使用26.5-40 GHz频段作为目标示例。在实验室和两个现实环境中进行了广泛的研究后,NIST的结果证实,主要信号路径(在发射器和接收器之间的清晰“视线”上)不会因频率而变化,这是传统无线系统普遍接受的理论,但到目前为止还没有被证明适用于毫米波频谱。研究结果发表在一篇新论文中。
研究小组还发现,在次级路径上的信号损失——传输被反射、弯曲或扩散成反射簇——根据路径的类型,可能会因频率而有所不同。反射路径是第二强的,对保持连接至关重要,在更高的频率下只会损失一点信号强度。较弱的弯曲和扩散路径损失更多。到目前为止,频率对这种所谓的多路径的影响是未知的。
NIST电气工程师Camillo Gentile说:“这项工作可能有助于消除关于5G和6G更高频率传播的许多误解。”简而言之,虽然在更高的频率下性能会更差,但性能的下降是渐进的。因此,我们确实希望5G和最终6G的部署能够取得成功。”
NIST的方法强调创新的测量程序和增强的设备校准,以确保只测量传输通道。研究人员使用了NIST的SAMURAI(合成孔径测量不确定入射角)通道测深仪,该测深仪支持5G毫米波设备的设计和可重复测试,在广泛的信号频率和场景下具有前所未有的精度。NIST系统的独特之处在于,可以将天线波束转向任何方向,以获得精确的到达角估计。
正如论文中所讨论的,NIST在这项新研究中的主要创新是:校准程序,以消除通道测深设备对测量的影响;扩展现有算法,从单个测量中确定单个路径如何随频率变化;在工业控制中心和会议室进行研究,对所涉及的路径类型进行分类,并确定任何频率影响。
故事来源:
材料所提供的国家标准与技术研究所(NIST).注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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