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5G 研究人員在頻譜利用率上創造了新的世界紀錄
來源:C114    發表日期:2016-05-15  [返回]

一支 5G 研究團隊在頻譜利用率上創造了一項新的世界紀錄。他們實驗時使用的技術是大規模 MIMO(多入多出)天線陣列,這項技術主要是在基站側布置大量的天線。同時,這次實驗的成功也說明了,無線通信工程師可以采用大規模 MIMO 天線陣列技術來提升網絡的數據傳輸速率,從而比現有的網絡支持更多的智能手機接入。
在周三的實驗中,這個小組實現了 22 個用戶每 Hz 下 145bps 的傳輸速率,每一個用戶數據采用了 256QAM 調制方式,在 3.51GHz 頻段下的 20MHz 共享信道,采用 128 天線大規模 MIMO 天線陣列技術。這意味著相比于現有的 4G 網絡,頻譜效率提升了 22 倍。


來自布里斯托大學和瑞典蘭德大學 8 名研究者和博士后,在英國布里斯托大學校園一座建筑的中庭上層完成了這項演示。這個團隊是由Mark Beach 負責,他是布里斯托大學的一名通信系統工程師。
Mark Beach 說:「把這些設備聚集在一起有著很大的挑戰,在使這些設備正常運轉的過程中碰到了很多意外的事情,主要是線」。
根據最新的結果,這個團隊打破了他們早前 5 月實現的 12 個用戶每 Hz 下 79.4bps 的傳輸速率,和 Facebook 在 4 月利用 96 根天線陣列實現的 24 個用戶每 Hz 下 71bps 的傳輸速率的記錄。另一方面,該團隊已經設計了一種新的天線陣列,該陣列主要是應用在城市高度密集的基站中。他們專注于研究大規模 MIMO 是出于一個不同的目的,他們希望該技術能夠將移動互聯網覆蓋偏遠地區。
在未來,用戶希望能夠在 5G 提供的即時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。
為了解決這個問題,許多研究團體開始關注大規模 MIMO 技術,該技術可以一次同時傳輸多個輸入和輸出信息流。相比于傳統基站依靠四天線,有幾十根天線的大規模 MIMO 陣列借助信號處理找到最佳和最快的方式將信息路由到預期的目的地。


通信產業界此前已經表示,要實現 5G 預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模 MIMO 來實現,目前很多 5G 研究團體也在研究包括毫米波和波束成形在內的技術。
瑞典林雪平大學通信系統研究部門的負責人 Erik Larsson指出,這些新的測試數據是實驗性的,并不是在真實的場景下。他們是在一個沒有來自其它基站信號干擾的環境下測試的,并且用戶是處于靜止的,而在現實中,人們和他們的手機經常處于移動中。


然而,Larsson 表示這次測試結果依然非常有意義,并說:「這次實驗結果給我留下了深刻的印象,我認為他們證明了這項具有潛力的大規模 MIMO 是 5G 一項可擴展的關鍵技術?!?
在這次的演示中,這個團隊使用了美國國家儀器的可擴展樣機平臺,這個平臺是由 LabVIEW 軟件和 PXI 硬件構成。這個設備通過布里斯托大學和當地城市理事會合作關系提供,這作為將布里斯托作為無線技術試驗臺倡議的一部分。

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