毫米波系统发展前景

2019-02-28 15:01:31      点击:

随着无线通信技术的飞速发展,6GHz以下黄金通信频段的频谱已经非常拥挤,很难满足未来无线高速通信的需求.然而,与此相反的是,在毫米波频段,频谱资源丰富但仍然没有得到充分的开发利用。


 

  在移动通信方面,探索了毫米波系统场景、网络结构及空中接口.在目前开展的第5代移动通信(5G)研究中,几个毫米波频段已经成为5G候选频段。毫米波技术将会在5G的发展中起着举足轻重的作用.

 

  在短距高速通信系统中,60GHz频段得到了广泛地研究和应用.欧洲、美国、加拿大、韩国、日本、澳大利亚以及我国陆续开放了这一频段的免费频谱资源.60GHz频段处于大气衰减峰,虽然不适合远距通信,但可用于短距离传输,且不会对周围造成太多干扰.近年来,在60GHz频段已发展了高速Gbps通信、WirelessHD、WiGig、近场通讯、IEEE802.11ad、IEEE802.15.3c等各种系统与标准。

 

  国内东南大学提出了工作在45GHz频段的超高速近远程无线传输标准(Q-LINKPAN),其短距部分已成为IEEE802.11aj国际标准。45GHz频段的大气衰减小于1dB/km,因此不仅可以像60GHz频段一样实现高速短距传输,同时也适用于远距传输.目前实验系统在82m的传输距离上已实现2Gbps的传输速率,并研制了相应的支持Gbps传输的毫米波芯片。

 

  卫星通信覆盖范围广,是保障偏远地区和海上通信以及应急通信的重要手段,目前其工作频段主要集中在L、S、C、Ku及Ka波段.随着卫星通信研究的不断深入,已在尝试更高频段.因为毫米波频段可以提供更宽的带宽,因而可实现更高的通信速率.此外,低功耗、小体积、抗干扰以及较高的空间分辨率都是其值得利用的特点.目前卫星与地面通信的主要研究方向集中在两个大气衰减较小的窗口,Q频段和W频段,而60GHz频段被认为是实现星间通信的重要频段.

 

  此外,毫米波系统也得到了迅速的发展.光纤具有成本低、信道带宽大、损耗小、抗干扰能力强等优点,成为现代通信系统中不可或缺的部分.正如上文提到的,毫米波具有传输容量大、体积小等优点,但也有空间传输损耗大等缺点.毫米波RoF系统结合了毫米波和光纤通信的优点,是实现宽带毫米波通信远距离传输的有效手段.自从1990年光载无线通信的概念被提出之后,这个领域目前在毫米波频段成为了研究热点,很多研究小组在不同的毫米波频段进行了研究,比如60GHz、75-110GHz、120GHz、220GHz、250GHz等。

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