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改变世界的三个月

3 Months that Have Changed the World
Posted 01/19/2016 by Theodore (Ted) S. Rappaport,NYU WIRELESS研究中心创办主任,纽约大学工学院电气工程系“David Lee/Ernst Weber教授”

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对于我们这些目睹人造地球卫星“Sputnik”、“水星计划”和“月球竞赛”的诞生和发展的人来说,无线研究在过去的90天里获得的发展将让我们重温儿时那些激动人心的时刻。首先,在十月下旬,美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission, FCC)决定建立全球领先的毫米波频段规范,这是最实际的证明,意味着数十年的研究真正地为可能实现的传输技术铺平了道路。

现在,国家科学基金会(National Science Foundation)已经宣布资助一款软件定义无线电(software-defined radio, SDR)平台,向学术机构、政府机关以及相关行业中那些最早推动5G发展的研究人员广泛开放。NYU WIRELESS负责人Sundeep Rangan将与关键的两家联合赞助商合作,领导构建这款用于对毫米波技术进行原型设计和验证的开创性可编程平台。莱迪思半导体旗下公司SiBEAM将提供无需电动转动部件并且能够几乎零延迟转向的可操控天线阵列,以解决5G技术的最大挑战之一。

构建毫米波链路的两个主要挑战是实现高定向增益以解决毫米波频段的高路径衰减,以及如何有效地控制这些定向波束。现有的毫米波测试平台在实验中使用安装在电动万向支架上的喇叭天线,以获得可控制的定向增益。这个方式的主要缺点是极长的转向时间。使用SiBEAM技术构建的相控阵天线能够提供高达23dBi的定向增益以及亚微秒级的转向时间。当结合使用基于National Instruments(NI)技术的高性能基带处理器时,SiBEAM的相控阵天线能够实现性能强大、灵活、可编程的平台,用于对下一代毫米波系统的设计的验证。

NYU WIRELESS、SiBEAM和NI的研究人员已经行动起来了。在未来的18到24个月内,我们预计能够推出一款基于NI基带处理器和SiBEAM 23dBi 相控阵天线的SDR参考设计。该项目将进一步推进开创性工作的开展,使得研究人员能够从仿真进入到实际构建毫米波链路的阶段,在真实环境中进行实验,并对设计进行验证以及对性能测试。

同时,我们不会止步于硬件。NYU WIRELESS的研究人员希望很快就能发布一套循序渐进的流程来实现用于具备任意带宽和天线波束宽度(包括全向天线)的毫米波频段小规模信道脉冲响应模型。这个新颖的建模方式和仿真方案将准确地再现过去数年中我们在纽约市测量到的所有数据。我们希望全球的设计和开发团体都能使用它,这样相关的产品和仿真就能广泛受益。

正如在20世纪时我们常说的:到了扬帆起航的时刻了,每个人都应该踊跃上船。

Theodore (Ted) S. Rappaport

纽约大学工学院,NYU WIRELESS研究中心,创办主任

Theodore (Ted) S. Rappaport是纽约大学工学院电气与计算机工程系“David Lee/Ernst Weber”教授,同时在纽约大学克朗数学研究所担任计算机科学系教授和纽约大学朗格尼医学中心放射科任教。

Rappaport教授是NYU WIRELESS研究中心的创办主任,NYU WIRELESS是世界上首家将无线工程、计算机科学和医学结合起来的学术研究中心。Rappaport教授曾经建立过两家世界最大的无线技术学术研究中心:奥斯汀市德州大学的无线网络和通信团队,以及移动和便携式无线电研究团队,即Wireless@Virginia Tech。他还创办了两家公司,均出售给了上市公司,引领了无线领域中部分技术的发展。

Rappaport教授是毫米波频段蜂窝和个人通信、 无线通信系统的仿真、分析和设计、宽带无线通信电路和系统无线电传播领域的先锋。他的研究在三十年间已经影响了众多国际性的无线标准组织,他与他的学生们发明了测试设备、仿真方法论以及分析方案,可用于对新兴无线系统中各种无线频段下无线传播通道和通信系统进行设计和建模。他还发明了特定地点射频(RF)通道建模和设计的技术,可用于无线网络的部署,该技术目前在无线行业中作为常规方法广泛使用。最近,他在5G无线通信方面的工作是为未来宽带接入探索毫米波频段(mmWave)。

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