通过波束管理实现5G无线通信

5G毫米波(mmWave)等高频无线通信系统对消费者特别感兴趣，因为它们可以以极高的速度传输数据，并为现有无线通信系统提供升级的体验。尽管毫米波通信有许多优点，但使用它存在几个基本的挑战。

Santosh Ganji是德克萨斯A&M大学电气与计算机工程系的计算机工程博士生，他正在与他的指导老师Dr. P.R. Kumar合作，为5G无线技术设计新颖的波束管理实践，以解决这些问题，并为毫米波通信提供可靠的解决方案。

目前的毫米波通信设备使用窄方向波束来保持连接，这意味着当用户移动或走动时，发射器和接收器必须不断调整波束方向以保持对齐。此外，人体会阻断从基站到无线设备的毫米波通信链路。为了解决这个问题，发射器和接收器都必须保持一个从任何环境表面反射的备份非视线波束，以在阻塞期间保持链路。

波束管理，包括波束适应和阻塞恢复，对于保持高频通信系统有效工作至关重要。

Ganji开发了两个独立的毫米波光束管理协议。他的第一款产品是“BeamSurfer”，它可以连续调整基站和无线设备使用的波束，使它们以最小的开销相互指向，而且不需要任何特殊的传感器。它还通过维持一个备用的非视线光束来规避行人堵塞，该光束从内墙反射回来，在堵塞期间保持联系。他开发的另一个工具Terra也有同样的功能，但它是专门为户外环境设计的。Ganji利用地面作为反射面，而不是保持从内墙反射的非视线光束。如果用户远离信号塔或被永久屏蔽，那么Terra也会无缝地进行“切换”，即让用户切换到不同的信号塔。

目前解决这一问题的研究利用摄像头或传感器来监控用户的位置，然后允许光束相互指向。但Ganji的技术能够在没有任何额外设备的情况下在信号范围内进行测量。

他说:“这些协议旨在适用于当前的5G和未来的蜂窝技术。”“我们预计我们的工作可以用于任何未来的定向通信系统架构。”

-由Chris Vavra编辑，网页内容经理，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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