《電子技術(shù)應(yīng)用》
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5G研究人員在頻譜利用率上創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄

2016-05-16

  一支 5G 研究團(tuán)隊(duì)在頻譜利用率上創(chuàng)造了一項(xiàng)新的世界紀(jì)錄,。他們實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的技術(shù)是大規(guī)模MIMO(多入多出)天線陣列,,這項(xiàng)技術(shù)主要是在基站側(cè)布置大量的天線。同時(shí),,這次實(shí)驗(yàn)的成功也說明了,,無線通信工程師可以采用大規(guī)模MIMO 天線陣列技術(shù)來提升網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率,,從而比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)支持更多的智能手機(jī)接入。

  在周三的實(shí)驗(yàn)中,,這個(gè)小組實(shí)現(xiàn)了 22 個(gè)用戶每 Hz 下 145bps 的傳輸速率,,每一個(gè)用戶數(shù)據(jù)采用了 256QAM 調(diào)制方式,,在 3.51GHz 頻段下的 20MHz 共享信道,采用 128 天線大規(guī)模MIMO 天線陣列技術(shù),。這意味著相比于現(xiàn)有的4G 網(wǎng)絡(luò),,頻譜效率提升了22 倍。

  來自布里斯托大學(xué)和瑞典蘭德大學(xué) 8 名研究者和博士后,,在英國布里斯托大學(xué)校園一座建筑的中庭上層完成了這項(xiàng)演示,。這個(gè)團(tuán)隊(duì)是由Mark Beach 負(fù)責(zé),他是布里斯托大學(xué)的一名通信系統(tǒng)工程師,。

  Mark Beach 說:「把這些設(shè)備聚集在一起有著很大的挑戰(zhàn),,在使這些設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中碰到了很多意外的事情,主要是線」,。

  根據(jù)最新的結(jié)果,,這個(gè)團(tuán)隊(duì)打破了他們?cè)缜?5 月實(shí)現(xiàn)的 12 個(gè)用戶每 Hz 下79.4bps 的傳輸速率,和Facebook 在 4 月利用 96 根天線陣列實(shí)現(xiàn)的 24 個(gè)用戶每 Hz 下71bps 的傳輸速率的記錄,。另一方面,,該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)了一種新的天線陣列,該陣列主要是應(yīng)用在城市高度密集的基站中,。他們專注于研究大規(guī)模MIMO 是出于一個(gè)不同的目的,,他們希望該技術(shù)能夠?qū)?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)" title="移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)" target="_blank">移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋偏遠(yuǎn)地區(qū)。

  在未來,,用戶希望能夠在5G 提供的即時(shí)信息中交換更多的信息,。但是目前正面臨著頻譜資源緊張,無線通信工程師需要找到在現(xiàn)有可用的頻譜下更有效率傳輸信息的解決方法,,從而使用戶感受不到延遲,。

  為了解決這個(gè)問題,許多研究團(tuán)體開始關(guān)注大規(guī)模MIMO技術(shù),,該技術(shù)可以一次同時(shí)傳輸多個(gè)輸入和輸出信息流,。相比于傳統(tǒng)基站依靠四天線,有幾十根天線的大規(guī)模MIMO陣列借助信號(hào)處理找到最佳和最快的方式將信息路由到預(yù)期的目的地,。

  通信產(chǎn)業(yè)界此前已經(jīng)表示,,要實(shí)現(xiàn)5G預(yù)期的功能需要將頻譜利用率提升1000倍。不是所有的提升都是通過大規(guī)模MIMO來實(shí)現(xiàn),,目前很多5G 研究團(tuán)體也在研究包括毫米波和波束成形在內(nèi)的技術(shù),。

  瑞典林雪平大學(xué)通信系統(tǒng)研究部門的負(fù)責(zé)人 Erik Larsson 指出,這些新的測(cè)試數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)性的,,并不是在真實(shí)的場(chǎng)景下,。他們是在一個(gè)沒有來自其它基站信號(hào)干擾的環(huán)境下測(cè)試的,并且用戶是處于靜止的,,而在現(xiàn)實(shí)中,,人們和他們的手機(jī)經(jīng)常處于移動(dòng)中,。

  然而,Larsson 表示這次測(cè)試結(jié)果依然非常有意義,,并說:「這次實(shí)驗(yàn)結(jié)果給我留下了深刻的印象,,我認(rèn)為他們證明了這項(xiàng)具有潛力的大規(guī)模MIMO是5G 一項(xiàng)可擴(kuò)展的關(guān)鍵技術(shù)?!?/p>

  在這次的演示中,,這個(gè)團(tuán)隊(duì)使用了美國國家儀器的可擴(kuò)展樣機(jī)平臺(tái),這個(gè)平臺(tái)是由LabVIEW軟件和PXI 硬件構(gòu)成,。這個(gè)設(shè)備通過布里斯托大學(xué)和當(dāng)?shù)爻鞘欣硎聲?huì)合作關(guān)系提供,,這作為將布里斯托作為無線技術(shù)試驗(yàn)臺(tái)倡議的一部分,。


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