การสื่อสารด้วยคลื่นมิลลิเมตร 5G

แถบคลื่นมิลลิเมตรอยู่ในระดับแนวหน้าของระบบสื่อสารไร้สายสำหรับผู้บริโภคเชิงพาณิชย์ที่มีความจุสูง และเป็นยุคใหม่ของการสื่อสารไร้สายเนื่องจากอุปกรณ์คลื่นมิลลิเมตรมีราคาสูง ก่อนหน้านี้จึงถูกใช้ในกองทัพเป็นหลักอย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารไร้สายบรอดแบนด์ความเร็วสูง การขับรถด้วยความช่วยเหลือด้านยานยนต์ การตรวจสอบความปลอดภัย การทดสอบทางการแพทย์ และการใช้งานอื่นๆ คลื่นมิลลิเมตรจึงได้รับการศึกษาและนำไปใช้อย่างกว้างขวางในด้านพลเรือนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

ในปัจจุบัน คลื่นความถี่การสื่อสารสีทองที่ต่ำกว่า 6 GHz เป็นเรื่องยากที่จะได้รับคลื่นความถี่กว้างต่อเนื่องที่กว้าง ซึ่งจำกัดการพัฒนาของอุตสาหกรรมการสื่อสารอย่างจริงจังในทางตรงกันข้าม แถบคลื่นมิลลิเมตรยังคงมีทรัพยากรคลื่นความถี่ที่อาจไม่ใช้ประโยชน์จำนวนมากอุปกรณ์คลื่นมิลลิเมตร ชิป และการใช้งานที่หลากหลายนั้นพร้อมสรรพสัมพันธ์กับแถบไมโครเวฟ คลื่นมิลลิเมตรมีลักษณะเฉพาะของตัวเองประการแรก คลื่นมิลลิเมตรมีความยาวคลื่นในการทำงานสั้นลง ซึ่งสามารถลดขนาดของอุปกรณ์และระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพประการที่สอง คลื่นมิลลิเมตรมีทรัพยากรคลื่นความถี่มากมาย และสามารถตอบสนองความต้องการของการสื่อสารความเร็วสูงพิเศษในอนาคต

โซลูชันนี้ใช้อุปกรณ์ USRP เพื่อใช้การสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุมิลลิเมตรโครงร่างนี้ประกอบด้วย USRP-LW N321 สองเครื่องและ MWM39 สองเครื่อง รวมทั้งเสาอากาศแบบแตรเกนมาตรฐานที่มีแบนด์วิดท์สัญญาณสูงสุด 200MHz

โครงสร้างระบบมีดังนี้:

โครงร่างนี้ใช้ซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์จากวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์สำหรับการประมวลผลสัญญาณเบสแบนด์ในคอมพิวเตอร์ การประมวลผลสัญญาณเบสแบนด์สามารถทำได้โดยใช้โอเพ่นซอร์ส GNU Radio หรือ LabView, Matlab และซอฟต์แวร์อื่นๆ ในเชิงพาณิชย์

ที่จุดสิ้นสุดของตัวส่ง ซอฟต์แวร์ในคอมพิวเตอร์จะส่งข้อมูลผ่านการเข้ารหัสต้นทาง การเข้ารหัสช่องสัญญาณ การมอดูเลตเพื่อสร้างข้อมูลรูปคลื่นเบสแบนด์ที่มอดูเลต จากนั้นผ่านพอร์ต SFP ไปยัง USRP-LW N321, USRP-LW N321 จะเปลี่ยนไป รูปคลื่นเบสแบนด์แบบดิจิทัลเป็นสัญญาณรูปคลื่นเบสแบนด์แบบแอนะล็อกและในที่สุดก็ส่งผ่านสายโคแอกเซียล MWM39;โมดูล MWM39 จะแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็น 39G และส่งผ่านเสาอากาศ

เมื่อสิ้นสุดการรับ MWM39 จะรับสัญญาณ 39G mmWave ผ่านเสาอากาศและแปลงสัญญาณลงเป็นสัญญาณย่อย 6GHz ซึ่งส่งผ่านสายโคแอกเซียลไปยัง USRP-LW N321, USRP-LW N321 รวบรวมรูปคลื่นเบสแบนด์อะนาล็อกอินพุต เป็นรูปแบบคลื่นเบสแบนด์ดิจิทัลที่ส่งไปยังคอมพิวเตอร์ผ่านพอร์ต SFP และคอมพิวเตอร์จะซิงโครไนซ์ ดีมอดูเลต ถอดรหัส และประมวลผลข้อมูลรูปคลื่นเบสแบนด์อื่นๆ ที่ได้รับ