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路燈掛 WiFi,燈在網(wǎng)就在

2022-10-31 17:30 我是科學家iScientist

導讀:為增強城市無線網(wǎng)絡的接入情況,由英特爾、臉書、諾基亞等公司創(chuàng)立的國際聯(lián)盟提出一個想法 —— 通過路燈來部署 Wi-Fi。

為增強城市無線網(wǎng)絡的接入情況,由英特爾、臉書、諾基亞等公司創(chuàng)立的國際聯(lián)盟提出一個想法 —— 通過路燈來部署 Wi-Fi。然而,要找到最適合接入點的位置并非易事?,F(xiàn)在,一種新的算法可以幫助電信公司選定安裝基礎設施的最佳位置。

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路燈 | PxHere

國際電信基礎設施項目設想在燈桿上安裝接入點,通過 60GHz 頻段(范圍從 57 到 73GHz)提供公共 Wi-Fi。這個頻段是免授權的,2021 年發(fā)布的 60GHzWi-Fi 的 IEEE 802.11ay 標準支持高達 8.64GHz 的帶寬。

一個不可忽視的問題是,氧吸收(oxygen absorption)會加劇信號衰減,從而限制 60-GHz 的信號覆蓋范圍。好在無線鏈路即使不到 100 米,在人口密集的城市地區(qū)也能發(fā)揮作用。那么,如何盡可能避免信號受障礙物影響,是城市中設置接入點的關鍵。

在一項新研究中,美國國家標準與技術研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)的研究人員開發(fā)了一種用于跟蹤 60 GHz 信號的模型。它使用一種新算法來分析傳輸路徑,超出了信號角度和延遲等通常參數(shù),以涵蓋接收器的位置。

科學家們在博爾德市中心測試了他們的模型,在燈桿上安裝了一個固定發(fā)射器,在貨車車頂上安裝了一個移動接收器。他們測量了位于 4 米、6 米和 9 米天線高度的信號,反映了燈桿高度在不同城市和地區(qū)的變化。研究結(jié)果發(fā)表在《IEEE 天線和無線傳播快報》(IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters)上。

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網(wǎng)頁截圖丨參考文獻 [2]

研究人員發(fā)現(xiàn),他們的模型可以很好地預測現(xiàn)實世界的測量結(jié)果,其準確性可與更復雜的方法相媲美。簡而言之,Wi-Fi 信號的最佳高度取決于傳輸頻率和天線設計。事實證明,將設備安裝在約 4 米的高度適合具有全向天線的傳統(tǒng)無線系統(tǒng),而 6 或 9 米以上的較高位置對于 5G 等使用更高的毫米波頻率(millimeter-wave frequencies)和窄波束天線(narrow-beam)的新系統(tǒng)更友好。

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NIST 團隊正在驗證他們的信道模型,以評估科羅拉多州博爾德的高頻無線網(wǎng)絡設計。研究員 Sung Yun Jun 檢查安裝在 6 米高的桅桿上的發(fā)射器與屋頂上的接收器天線陣列的對齊情況 丨 NIST

“在較低的高度,有樹木、車輛等隨機障礙物阻礙信號傳播。因此,功率傳播范圍較小?!盢IST 的電氣工程師 Jelena Senic 介紹到,“在更高的位置,信號受到的阻礙更少 —— 它可以在失去能量之前多次從建筑物上反彈,因此功率能傳播得更廣?!?/p>

研究人員還在 NIST 校園內(nèi)進行了這些測試,結(jié)果表明,該模型可以模擬住宅區(qū)等不同環(huán)境的情況。這意味著通信運營商可以以低成本布置下一代 5G 和 6G 系統(tǒng),“因為在城市環(huán)境中隨處可見燈柱?!盨enic 說。與此同時,客戶可以期待各種新應用,如超高清視頻流和虛擬現(xiàn)實,這些應用具有每秒數(shù)千兆位的數(shù)據(jù)速率和低延遲特點?!按送猓?0 GHz 在免許可頻段中提供了 14 GHz 的超寬帶寬?!彼a充道。

Jenic 表示,現(xiàn)在期望到處都能通過燈柱接入 Wi-Fi 還為時尚早。這項服務的第一個目標可能是中心城區(qū)?!耙驗槟抢锏娜丝诿芏群芨?,無線需求很高?!?/p>

參考文獻

[1]https://spectrum.ieee.org/wi-fi

[2]S. Y. Jun et al., "Quasi-Deterministic Channel Propagation Model for 60 GHz Urban Wi-Fi Access From Light Poles," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 21, no. 8, pp. 1517-1521, Aug. 2022, doi: 10.1109/LAWP.2022.3171503.

研究團隊

第一作者Sung Yun Jun:射頻技術部門,美國國家標準與技術研究院(RF Technology Divisions National Institute of Standards and Technology)

論文信息

發(fā)布期刊《IEEE 天線和無線傳播快報》(IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters)

發(fā)布時間2022 年 4 月 29 日

論文標題Quasi-Deterministic Channel Propagation Model for 60 GHz Urban Wi-Fi Access From Light Poles