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5G解读:大规模天线阵列技术

导读: 众说周知,无线通信依托于电磁波传播,最宝贵的资源莫过于频带。为防止移动通信网、无线电视、广播、军用频段等的相互干扰,每个国家都对无线频段的使用做出了严格的划分。

  OFweek电子工程网讯:众说周知,无线通信依托于电磁波传播,最宝贵的资源莫过于频带。为防止移动通信网、无线电视、广播、军用频段等的相互干扰,每个国家都对无线频段的使用做出了严格的划分。根据电磁波在空气中传播的特性,6G赫兹以下频段因其在空气中衰减小、穿透力强等优点,被视为优质频带资源,很多依托无线电的应用都集中在这一频段资源上,因此无比拥挤。

  另一方面,用户对移动通信网的数据需求正呈现爆发性的增长,特别是需要实时传输大量数据的无线应用,如视频直播、高清电话会议、虚拟现实游戏等,对网络容量是严峻的考验。而“关键型任务机器通信”(mission-critical machine type communication) 又对通信的可靠性和时延提出了极为苛刻的要求,此类应用包括工业自动化、车辆通信等。1000倍于4G LTE系统的网络容量和1毫秒极低时延已逐渐成为业界对下一代无线通信网要求的共识。

  面对强烈需求,背靠紧缺资源,如何满足科技爆发时代最底层速率的需求,为社会架起一条高速信息管道? “5G”正在给出答案。5G (Fifth Generation),即第五代无线通信系统,是在走过模拟通信、第二代、第三代和正在经历的第四代LTE系统之后,通信人正在攀登的另一座高峰。

  一个体系的革新换代,其中必包含了无数的创新点,5G也是如此。在5G大规模天线阵列的关键技术中,它的应用不单可以大幅度提升网络容量和用户体验,也将对通信行业产成深远的影响,1分钟下载一部高清电影的时代已经离我们不远了。

  大规模天线阵列

  大规模天线阵列正是基于多用户波束成形的原理,在基站端布置几百根天线,对几十个目标接收机调制各自的波束,通过空间信号隔离,在同一频率资源上同时传输几十条信号。这种对空间资源的充分挖掘,可以有效利用宝贵而稀缺的频带资源,并且几十倍地提升网络容量。

  大家可以从下图中美国莱斯大学的大规模天线阵列原型机中看到由64个小天线组成的天线阵列,这很好地展示了大规模天线系统的雏形。

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责任编辑:Alvin
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