5G Technology Explained - The Future is near!!!
leiphone 作者：奕欣
編者按：如果你知道「光速=頻率×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 採用的是特高頻段，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 網路的測試。他們當時在教授 Ted Rappaort 的門廊上，立起了一個信號發射器，並向著地平線的方向投射過去。
在接下來的兩天時間裡，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，找到寬敞的停車位並非易事，但他們還是辦到了，並在這些測試點上，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 73 GHz 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準，傳遞這麼長距離。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）開放了用於 5G 網路的 11 GHz 頻譜，而 6GHz 以下的中低頻段，則一直是日本研發的重點目標。本次試驗主要採用的是極高頻段的 73 GHz。
Rappaport 表示，他們的這一實驗結果能夠廣泛應用於農村，或是大型的蜂窩基站。目前毫米波通常用於固定的無線寬頻，但從未用於蜂窩網路方面。
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 網路研究的另一扇門，「很多人不把農村地區的 5G 網路覆蓋考慮在內，並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 28 GHz 與 73 GHz的毫米波，在有建築阻擋的情況下，成功實現 200 米距離以上的通信。
由於毫米波非常容易衰減，且無法穿透窗戶與建築，許多人一度認為毫米波無法應用於行動通信網路，因為頻率已經接近紅外線，信好頻道太直，不易在行動時對準。但 Rappaport 的試驗成功反駁了這一點。
雖然這一實驗結果，並不等於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電算工程教授 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 73 GHz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 28 GHz，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，最終將在城市裡發揮功用，而不是在農村裡。
紐約大學研究無線工程的博士生 George R. MacCartney Jr. 則認為只要技術靠譜，毫米波在未來五到十年，能在農村蜂窩網路中普及。
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 協議制訂了，毫米波在農村地區的模擬傳播模型，目前他的研究成果，在電腦通信協會主辦的 MobiCom conference 上發表，詳情可參考此網址。
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