挑戰(zhàn)與解決方案:技術(shù)瓶頸的突破路徑傳播損耗與覆蓋限制問題:毫米波受大氣吸收、降雨衰減影響嚴(yán)重,單跳通信距離短。方案:采用智能反射面(RIS)、密集微基站及混合Sub-6GHz回傳技術(shù)優(yōu)化覆蓋;設(shè)計時預(yù)留電平衰減余量以應(yīng)對降雨衰減。高成本與復(fù)雜設(shè)計問題:高頻段需更高發(fā)射功率、復(fù)雜天線設(shè)計及高精度基板材料。方案:研發(fā)基于玻璃襯底的封裝工藝、MEMS微加工技術(shù);通過數(shù)控加工與一體化精密成型提升天線制造精度。穿透能力與障礙物干擾問題:毫米波對金屬等導(dǎo)電材料反射強烈,易受樹木、墻體遮擋。絕大多數(shù)的應(yīng)用研究集中在幾個“大氣窗口”頻率和三個“衰減峰”頻率上。太倉國內(nèi)毫米波通信質(zhì)量
技術(shù)發(fā)展面臨元器件成本高、非視距通信等挑戰(zhàn),產(chǎn)業(yè)界通過CMOS工藝集成、天線封裝創(chuàng)新等路徑降低成本。硬件實現(xiàn)上采用FPGA并行處理架構(gòu)與LMMSE均衡算法,解決高頻段信號的多徑衰落問題 [5]。60GHz短距離無線通信技術(shù)是指通信載波為60GHz附近頻率的無線通信技術(shù)當(dāng)前無線通信頻譜資源越來越緊張以及數(shù)據(jù)傳輸速率越來越高的必然趨勢下,60GHz頻段無線短距通信技術(shù)也越來越受到關(guān)注,成為未來無線通信技術(shù)中相當(dāng)有潛力的技術(shù)之一。60GHz屬于毫米波通信技術(shù),面向PC、數(shù)字家電等應(yīng)用,能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備間數(shù)Gbps的超高速無線傳輸。毫米波與較低頻段的微波相比,特點是:①可利用的頻譜范圍寬,信息容量大。②易實現(xiàn)窄波束和高增益的天線,因而分辨率高,抗干擾性好。③穿透等離子體的能力強。④多普勒頻移大,測速靈敏度高。江蘇信息化毫米波通信優(yōu)勢可以利用寬帶廣譜能力來抑制多徑效應(yīng)和雜亂回波。
毫米波地面通信毫米波地面通信系統(tǒng)的傳統(tǒng)應(yīng)用是接力(中繼)通信。毫米波傳播的大量試驗表明,利用多跳的毫米波接力(中繼)通信是可行的。為了減少風(fēng)險,首先從毫米波頻段的低端和厘米波頻段的**入手。在開發(fā)高頻段大容量通信系統(tǒng)的同時,更高頻段的中、低容量短程毫米波通信設(shè)備也相繼出臺。 [4]到20世紀(jì)90年代,迎來了全球信息化的浪潮。因特網(wǎng)迅猛發(fā)展,交互多媒體業(yè)務(wù)、寬帶視頻業(yè)務(wù)以及**網(wǎng)絡(luò)和無線電通信的業(yè)務(wù)量的急劇增長,迫切需要提高傳輸速率、傳輸帶寬和傳輸質(zhì)量。用戶對寬帶接入的需求日益強烈,推動了各種寬帶接入網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的研發(fā),利用毫米波的無線寬帶接入技術(shù)應(yīng)運而生。 [4]
毫米波衛(wèi)星通信由于豐富的頻率資源,在衛(wèi)星通信中毫米波通信得到了迅速發(fā)展。例如,在星際通信時一般使用5mm(60GHz)波段,因為在此頻率處大氣損耗極大,地面無法對星際通信內(nèi)容進(jìn)行偵聽。而在星際由于大氣極為稀薄,不會造成信號的衰落。美國的“戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略和中繼衛(wèi)星系統(tǒng)”就是一個例子。該系統(tǒng)由五顆衛(wèi)星組成,上行頻率為44GHz,下行頻率為20GHz,帶寬為2GHz,星際通信頻率為60GHz。 [4]與其他通信方式相比,衛(wèi)星通信的主要優(yōu)點是:a)通信距離遠(yuǎn),建站成本與通信距離無關(guān)。b)以廣播方式工作,便于實現(xiàn)多址連接。地球上的點對點毫米波通信一般用于對保密要求較高的接力通信中。
毫米波通信的這個優(yōu)點來自兩個方面:a)由于毫米波在大氣中傳播受氧、水氣和降雨的吸收衰減很大,點對點的直通距離很短,超過這個距離信號就會變得十分微弱,這就增加了敵方進(jìn)行**和干擾的難度。b)毫米波的波束很窄,且副瓣低,這又進(jìn)一步降低了其被截獲的概率。 [4]5)傳輸質(zhì)量高 [4]由于頻段高毫米波通信基本上沒有什么干擾源,電磁頻譜極為干凈,因此,毫米波信道非常穩(wěn)定可靠,其誤碼率可長時間保持在10-12量級,可與光纜的傳輸質(zhì)量相媲美。 [4]有大量頻率可供使用,有效的消除相互干擾。張家港智能化毫米波通信費用
隨著離子的擴(kuò)散和降落,不會引起毫米波通信的嚴(yán)重中斷。太倉國內(nèi)毫米波通信質(zhì)量
c)通信容量大,能傳送的業(yè)務(wù)類型多。d)可以自發(fā)、自收、監(jiān)測等。20世紀(jì)70~80年代,衛(wèi)星通信大多是利用對地靜止軌道(又稱同步軌道)進(jìn)行的。到20世紀(jì)90年代以后,利用中、低軌道的衛(wèi)星通信系統(tǒng)紛至沓來。但是在大容量通信服務(wù)方面,利用對地靜止軌道的衛(wèi)星通信系統(tǒng)仍然是唱主角的。據(jù)統(tǒng)計,20世紀(jì)90年代的10年間,發(fā)射送入同步軌道上的通信衛(wèi)星多達(dá)200顆,其中C波段的**多,Ku波段的次之。由此帶來的衛(wèi)星通信頻譜擁擠問題也日益突出,向更高頻段推進(jìn)已成為必然趨勢。 [4]太倉國內(nèi)毫米波通信質(zhì)量
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