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5G 研究人员在频谱利用率上创造了新的世界纪录
来源:C114    发表日期:2016-05-15  [返回]

一支 5G 研究团队在频谱利用率上创造了一项新的世界纪录。他们实验时使用的技术是大规模 MIMO(多入多出)天线阵列,这项技术主要是在基站侧布置大量的天线。同时,这次实验的成功也说明了,无线通信工程师可以采用大规模 MIMO 天线阵列技术来提升网络的数据传输速率,从而比现有的网络支持更多的智能手机接入。
在周三的实验中,这个小组实现了 22 个用户每 Hz 下 145bps 的传输速率,每一个用户数据采用了 256QAM 调制方式,在 3.51GHz 频段下的 20MHz 共享信道,采用 128 天线大规模 MIMO 天线阵列技术。这意味着相比于现有的 4G 网络,频谱效率提升了 22 倍。


来自布里斯托大学和瑞典兰德大学 8 名研究者和博士后,在英国布里斯托大学校园一座建筑的中庭上层完成了这项演示。这个团队是由Mark Beach 负责,他是布里斯托大学的一名通信系统工程师。
Mark Beach 说:「把这些设备聚集在一起有着很大的挑战,在使这些设备正常运转的过程中碰到了很多意外的事情,主要是线」。
根据最新的结果,这个团队打破了他们早前 5 月实现的 12 个用户每 Hz 下 79.4bps 的传输速率,和 Facebook 在 4 月利用 96 根天线阵列实现的 24 个用户每 Hz 下 71bps 的传输速率的记录。另一方面,该团队已经设计了一种新的天线阵列,该阵列主要是应用在城市高度密集的基站中。他们专注于研究大规模 MIMO 是出于一个不同的目的,他们希望该技术能够将移动互联网覆盖偏远地区。
在未来,用户希望能够在 5G 提供的即时信息中交换更多的信息。但是目前正面临着频谱资源紧张,无线通信工程师需要找到在现有可用的频谱下更有效率传输信息的解决方法,从而使用户感受不到延迟。
为了解决这个问题,许多研究团体开始关注大规模 MIMO 技术,该技术可以一次同时传输多个输入和输出信息流。相比于传统基站依靠四天线,有几十根天线的大规模 MIMO 阵列借助信号处理找到最佳和最快的方式将信息路由到预期的目的地。


通信产业界此前已经表示,要实现 5G 预期的功能需要将频谱利用率提升 1000 倍。不是所有的提升都是通过大规模 MIMO 来实现,目前很多 5G 研究团体也在研究包括毫米波和波束成形在内的技术。
瑞典林雪平大学通信系统研究部门的负责人 Erik Larsson指出,这些新的测试数据是实验性的,并不是在真实的场景下。他们是在一个没有来自其它基站信号干扰的环境下测试的,并且用户是处于静止的,而在现实中,人们和他们的手机经常处于移动中。


然而,Larsson 表示这次测试结果依然非常有意义,并说:「这次实验结果给我留下了深刻的印象,我认为他们证明了这项具有潜力的大规模 MIMO 是 5G 一项可扩展的关键技术。」
在这次的演示中,这个团队使用了美国国家仪器的可扩展样机平台,这个平台是由 LabVIEW 软件和 PXI 硬件构成。这个设备通过布里斯托大学和当地城市理事会合作关系提供,这作为将布里斯托作为无线技术试验台倡议的一部分。

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