順應業界在今年初于紐約舉行的布魯克林5G高峰會議(Brooklyn 5G Summit)紛紛發布5G蜂窩計劃的一波浪潮，紐約大學理工學院(NYU Polytechnic)的無線研究中心(NYU Wireless)正積極推動毫米波(mmWave)頻段作為無線通訊的新領域。該中心認為10-300GHz之間的毫米波頻率可為人口稠密的城市地區提供關鍵的連接性，滿足預計將在2020年展開的第五代服務。

“許多公司都發布了非常重要的5G開發計劃......他們真的承諾試圖開發這項技術，”NYU Wireless副總監Sundeep Rangan指出，“這的確證實了該領域即意味著重大的商業影響力。”

研究人員們在Brooklyn Summit上展示高解析視訊串流在60GHz頻率范圍的端對端傳輸。該系統包括用于同步、等化與和增強解碼的各種模組。

“該技術將在2020年以前展開全面發展。我們離那時已經不會太遠了。許多活動都已陸續展開進行早期的塬型，”NYU Wireless總監Theodore Rappaport表示，“預計5G和毫米波系統的標準化將在未來一年展開，你會看到5G以一種漸進的方式成為擴展目前4G LTE標準的銜接技術。”

測試新天線與接收器

NYU Wireless已經測試下一代通訊好多年了，他們測量并建模毫米波，尤其是在28 GHz和38 GHz的頻率。研究人員們分別在曼哈頓(Manhattan)與Brooklyn找到75處與8處地點，將配置低于100 miliWatt定向天線的基站放在屋頂上，以遠低于當今基站的功率電平尋找可達到700英呎達的最佳傳播方式。

位于布魯克林區的5G/mmW發射機和接收機

“你不必完全位于視線范圍內。你也可以安裝在幾個街道以外或甚至是在角落附近，但能量仍能起作用。它其實提供了許多多路徑、強大的反射以及令人驚訝的大量散射，”Rappaport并補充說，他的團隊使用光束組合，從而使天線范圍擴展到超過1，000英尺。“如果你把接收機的全向天線換成定向天線......你其實可以克服空間損耗、傳導以及蜂窩系統帶來的挑戰。”

NYU Wireless的學生在屋頂上安裝無線設備

定向天線能夠穿透樹葉以及反射建筑物，不過要以亳米波穿透建筑物和樓層可能更加困難。除了建筑所需的接取點以外，Rappaport認為可在人口稠密區(如紐約市)每平方英里內距離200公尺的基站處安裝64個單元。屆時，這樣的架構將可實現2-6Gbit/s的資料率，但用戶可能會感受到數十Gbit/s的進展。

“我們也正在研究LTE以及如何提高現有的LTE系統、波束成形技術、訊號處理技術，以實現一個全新的毫米波未來—無線裝置擁有幾十個天線單元，基站也擁有成千上萬個天線單元。”

該無線研究中心已經與NYU的其他機構以及放射學家合作，共同研究毫米波的生物效應，以及改善訊號處理技術，如加速核磁共振以及進行時即時成像。此外，NYU教授Justin Cappos設計了一個方案，能夠保障個人密碼免于駭客攻擊；而Cappos和Yanyan Zhuang也致力于減少智能型手機感測器被駭客攻擊的風險。

“早期的測量真正讓我們的眼睛為之一亮，而我們正讓這些測量成就推動我們的研究計劃擴展至更大的可能性，”Rappaport表示。