伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)幾年的全面鋪開和商用，手機(jī)和其他無(wú)線技術(shù)將變得更加強(qiáng)大，數(shù)據(jù)流增加，延遲降低。mmWave技術(shù)的缺點(diǎn)之一它的穿透能力有限。這些障礙物除了建筑物外，也包括點(diǎn)綴在風(fēng)景中的樹木。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）已經(jīng)著手通過(guò)測(cè)量樹木對(duì)毫米波的影響，可能會(huì)對(duì)后續(xù)的5G基站設(shè)計(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
5G時(shí)代的特點(diǎn)不僅是人與人之間的無(wú)線通信，而且是連接到物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備之間的通信。手機(jī)用戶對(duì)更大的下載量和游戲玩家的無(wú)延遲網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)的需求增加，刺激了無(wú)線行業(yè)追求更快、更有效的通信。不僅我們目前的設(shè)備和服務(wù)可以更有效地工作，而且我們可以實(shí)現(xiàn)新的設(shè)備和服務(wù)。自動(dòng)駕駛汽車將依靠這種快速的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)來(lái)發(fā)揮作用。
NIST 通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)室無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部門的負(fù)責(zé)人 Nada Golmie 說(shuō)：“如果我們的機(jī)器能夠快速有效地交換和處理信息，我們將能夠做到很多以前無(wú)法做到的事情。但是你需要一個(gè)良好的通信基礎(chǔ)設(shè)施。這個(gè)想法是連接，在一個(gè)地方處理數(shù)據(jù)，然后在其他地方做事情”。
mmWave 是目前 5G 網(wǎng)絡(luò)的主要制式之一，它們的波峰相距只有幾毫米，與可長(zhǎng)達(dá)數(shù)米的無(wú)線電波相比，這是一個(gè)非常短的距離。而且它們的頻率非常高，大約在30至300千兆赫之間，或每秒十億次波峰。與傳統(tǒng)的無(wú)線電傳輸相比，它們?cè)谇Ш掌潱ˋM）和兆赫茲（FM）范圍內(nèi)，新的5G信號(hào)確實(shí)將是非常高的頻率。
正是毫米波的高頻率，使它們既是誘人的數(shù)據(jù)載體，又難以駕馭。一方面，每秒更多的波峰意味著波可以攜帶更多的信息，而我們這個(gè)渴望數(shù)據(jù)的時(shí)代渴望這種能力來(lái)提供更快的下載和網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)。另一方面，高頻波難以穿過(guò)障礙物。任何一個(gè)在房屋或汽車附近經(jīng)過(guò)的人都知道，在室外聽到的大部分是悸動(dòng)的低音頻率，而不是輕快的女高音。
對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，阻擋的墻不可能超過(guò)一片橡樹葉。出于這個(gè)原因，NIST的科學(xué)家們?cè)?019年9月開始了一項(xiàng)有點(diǎn)不尋常的任務(wù)：他們?cè)谠摍C(jī)構(gòu)馬里蘭州蓋瑟斯堡校園周圍不同大小的樹木和灌木附近設(shè)置了測(cè)量設(shè)備。這項(xiàng)研究持續(xù)了幾個(gè)月，部分原因是他們需要季節(jié)性視角。
Golmie說(shuō)：“樹的研究是為數(shù)不多的通過(guò)不同季節(jié)觀察同一棵樹對(duì)特定信號(hào)頻率影響的研究之一。我們不能只在冬天做調(diào)查，因?yàn)榈搅讼奶焓虑榫蜁?huì)發(fā)生變化。事實(shí)證明，甚至樹葉的形狀也會(huì)影響到信號(hào)是否會(huì)反射或通過(guò)”。
該團(tuán)隊(duì)與無(wú)線社區(qū)合作，開發(fā)了測(cè)量所需的移動(dòng)設(shè)備。研究人員將其集中在單棵樹上，從一系列角度和位置將毫米波信號(hào)對(duì)準(zhǔn)它們，以模擬來(lái)自不同方向的波。他們測(cè)量了損失或衰減，單位是分貝。(每10分貝的損失是10的功率的減少；30分貝的衰減意味著信號(hào)被減少了1000倍）。
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