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专题
2019/9/16 14:26

5G毫米波传播特性分析

《邮电设计技术》  高 帅,张忠皓,李福昌,延凯悦

本文版权为《邮电设计技术》所有,如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部

摘 要:

分析了5G毫米波在自由空间、视距传输(LOS)、非视距传输(NLOS)、近似视距传输等场景的链路损耗以及穿透不同材料时的损耗,并通过外场测试验证了5G毫米波的链路传播特性,给出5G毫米波适合短距离LOS以及NLOS场景覆盖的结论,提出5G毫米波的应用部署场景建议。

关键词:5G;毫米波;链路损耗;穿透损耗;部署场景

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2019.08.004

引言

30~300GHz范围的频谱称之为毫米波频段,其波长达到毫米级别。在通信发展早期,由于毫米波的工作波长短、频段宽以及抗干扰性强等特点,使得毫米波主要用于军事雷达通信,后来毫米波技术逐渐被应用到汽车雷达、辐射监测,生物医学等领域。相较于6GHz以下频率,毫米波拥有更为丰富的可用频谱资源,无线运营商所面临的全球带宽短缺,促使人们探索未充分利用的毫米波频谱,并把它用于未来的宽带蜂窝通信网络

毫米波通信系统可以通过波束赋形技术和多单元天线阵列的空间复用来达到更大的吞吐量,实现下行超过10Gbit/s的数据速率,用以大容量点对点通信。然而相对于6GHz以下频段,5G毫米波落地应用还面临一系列问题与挑战,比如由于毫米波传输频率较高而带来自由空间损耗的增加,且毫米波极易受到阴影衰落导致信号中断或间隙性传输等问题[4]。运营商和各个行业已经开始从系统应用角度考虑5G毫米波部署和应用问题,但对毫米波链路特性和传播特性的验证分析还较少。本文基于3GPP提出的毫米波视距传输(LOS)场景和非视距传输(NLOS)场景下的传播特性模型,并结合外场测试结果给出毫米波传播和穿透损耗结果分析。还分析了毫米波穿透混凝土、玻璃、树叶、人体等不同材质的穿透损耗,最后依据毫米波链路传播特点提出5G毫米波部署场景和部署位置的建议。

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