5G網絡飛躍：73GHz毫米波傳輸10公里！
2016-11-08 22:49:05 n編者按：如果你知道“光速=頻率x波長”這個公式，就不難理解更高頻率的頻段只能傳遞很短的距離。目前4G采用的是特高頻段，而隨著5G的發展，要想獲得更高的速度，就得往超高頻或更高的頻段發展。而日前紐約大學將在傳輸距離上達到了10公里，這可謂是一個技術上的大突破。
在8月份，一群紐約大學的學生就載著一卡車設備驅車10小時，趕到維吉尼亞州西南部進行5G網絡的測試。他們當時在教授Ted Rappaort的門廊上立起了一個信號發射器，并向著地平線的方向投射過去。
在接下來的兩天時間里，這群學生驅車前往周圍的小山，找到了36個合適的測試點。要在這種鄉村小路上找到寬敞的停車位并非易事，但他們還是辦到了，并在這些測試點上安置了接收毫米波的裝置。
讓他們感到高興的是，團隊發現即使在發射點和接收點的直線距離上有樹林或小山坡阻擋，但毫米波依然能夠在農村地區傳遞10公里以上。
在73GHz的頻段，有14個監測點能毫無壓力地收到直線距離10.8千米的信號，而如果有著枝繁葉茂的樹林遮擋，有17個接收器依然能捕獲10.6千米之外的信號。
Rappaport對這一結果表示很驚訝，“我從沒想過在信號能在數十毫米級別的水平傳遞這么長距離。原來我的目標是視線可及的數公里遠，但我們現在已經實現了10千米的目標。”
今年6月，美國聯邦通信委員會（FCC）開放了用于5G網絡的11GHz頻譜，而6GHz以下的中低頻段則一直是日本研發的重點目標。本次試驗主要采用的是極高頻段的73GHz。
Rappaport表示，他們的這一實驗結果能夠廣泛應用于農村，或是大型的蜂窩基站。目前毫米波通常用于固定的無線寬帶，但從未用于蜂窩網絡方面。
德克薩斯大學奧斯汀分校的無線通訊專家Robert Heath認為紐約大學的實驗打開了5G網絡研究的另一扇門，“很多人不把農村地區的5G網絡覆蓋考慮在內，并錯誤地對高頻頻譜進行限制。”
此前，Rappaport曾嘗試在紐約城區內使用28GHz與73GHz的毫米波，在有建筑阻擋的情況下，成功實現200米距離以上的通信。
由于毫米波非常容易衰減，且無法穿透窗戶與建筑，許多人一度認為毫米波無法應用于移動通信網絡，因為頻率已經接近紅外線，信道太直，不易在移動時對準，但是Rappaport的試驗成功反駁了這一點。
雖然這一實驗結果并不等于毫米波就一定能順利普及農村，但團隊目前已經完成了第一次成功的嘗試。Rappaport有一種強烈的預感：他認為毫米波很快就會實現商業化。
當然，這一想法也很快遭到質疑。加州大學領導無線研究團隊的電氣和計算機工程教授Gabriel Rebeiz指出，紐約大學的試驗都是在晴天進行，但雨是一個很重要的影響因素——在73GHz的頻段，雨天所能傳遞的信號強度每公里就會減弱100倍。與此同時他表示，如果是28GHz，信號衰減的情況就會好很多，每10公里只會減弱6-10倍。Rebeiz認為毫米波最終將在城市里發揮功用，而不是在農村里。
紐約大學研究無線工程的博士生George R. Mac Cartney Jr.則認為只要技術靠譜，毫米波在未來五到十年能在農村蜂窩網絡中普及。但目前亟待解決的一個問題是信號是否能順利傳遞到用戶的通信系統上。發射器的毫米波信號會經歷多重反射才會抵達接收器，這還需要將毫米波以定向波束形式發射才能實現通信的目的。
紐約大學團隊針對這一問題，目前已經根據實驗收集的毫米波段數據，參照3GPP協議制定了毫米波在農村地區的模擬傳播模型，目前他的研究成果在計算機通信協會主辦的MobiComconference上發表，詳情可參考此網址。
