Un grupo de investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ha descubierto que el rendimiento inalámbrico de la transmisión del 5G es consistente en diferentes bandas del espectro de ondas milimétricas (mmWave), objetivo para los sistemas 5G de alta velocidad y rico en datos.
Los sistemas inalámbricos se están moviendo hacia el espectro mmWave a 10-100 gigahercios (GHz), por encima de las frecuencias celulares saturadas, así como de los primeros sistemas 5G de alrededor de 3 GHz. Los operadores del sistema tienden a preferir las bandas más bajas del nuevo espectro mmWave, debido a la influencia de una fórmula que dice que se pierden más señales a frecuencias más altas debido a que las longitudes de onda más pequeñas dan como resultado un área de antena útil más pequeña.
Resultados de la investigación
Los investigadores del NIST desarrollaron un nuevo método para medir los efectos de frecuencia, utilizando la banda de 26,5-40 GHz como ejemplo objetivo. Después de un extenso estudio en el laboratorio y en dos entornos del mundo real, los resultados del NIST confirmaron que la ruta principal de la señal, sobre una ‘línea de visión’ clara entre el transmisor y el receptor, no varía según la frecuencia, una tesis generalmente aceptada para los sistemas inalámbricos tradicionales, pero hasta ahora no probado para el espectro mmWave.
El equipo también descubrió que las pérdidas de señal en las rutas secundarias, donde las transmisiones se reflejan, doblan o difunden en grupos de reflejos, pueden variar un poco según la frecuencia, según el tipo de ruta.
Las rutas reflectantes, que son las segundas más fuertes y críticas para mantener la conectividad, perdieron solo un poco de intensidad de la señal en frecuencias más altas. Los caminos doblados y difusos más débiles perdieron un poco más. Hasta ahora, se desconocían los efectos de la frecuencia en este llamado multicamino.
Procedimiento de medición
El método NIST enfatiza los procedimientos de medición innovadores y la calibración mejorada del equipo para garantizar que solo se mida el canal de transmisión. Los investigadores utilizaron la sonda de canal SAMURAI (Synthetic Aperture Measurement UnceRtainty for Angle of Incidence) del NIST, que admite el diseño y las pruebas repetibles de dispositivos 5G mmWave con una precisión sin precedentes en una amplia gama de escenarios y frecuencias de señal. El sistema NIST es único en el sentido de que los haces de antena se pueden dirigir en cualquier dirección para obtener estimaciones precisas del ángulo de llegada.
Las principales innovaciones del NIST en el nuevo estudio fueron los procedimientos de calibración para eliminar los efectos del equipo de sonda de canal de las mediciones, la extensión de un algoritmo existente para determinar a partir de una sola medición cómo las rutas individuales varían según la frecuencia y los estudios en un centro de control industrial y una sala de conferencias para clasificar los tipos de caminos involucrados y determinar los efectos de frecuencia.