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惊人的60ghz高速无线传输技术,锦富技术300128未来技术的应用

17-08-17 11:31 1591次浏览
九地九天
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原文地址:http://labs.chinamobile.com/news/114820
为了实现5G,60GHz毫米波的研究成为世界多国瞩目的研究项目。三星连续突破毫米波(mmWave)局限, 日本电信公司KDDI最近更是提出了一个以內容为中心的网络构架技术,让60GHz频段与LTE网络协同工作,可将下载速率直线提升5倍。 不过,google的乱入,让这一切黯然失色。 今天的智能手机、平板、可穿戴设备都是触控的,能不能通过手势控制?我的意思是说,不用接触触摸屏,你只需要在空气中用指头划一划。像这样:
http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201506/14/124214ogfauk89z2rovo5f.gif
这是来自google的颠覆式创新,这一切都是通过60GHz毫米波实现的。 google的这一项目叫Project Soli,在今年的google I/O大会上,google向外界展示了这一技术。
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九地九天

17-08-17 11:39

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九地九天

17-08-17 11:37

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优点
  和当前众多的无线通信技术相比,60GHz之所以被深入研究有着它自身的特点,由于毫米波的这些特点使得毫米波技术和应用得到了迅速的发展。更为重要的是,60GHz频谱资源完全免费,消费者不用负担昂贵的频谱资源允许费用。
  因此60GHz无线通信在经济上具有很大的优势。吸引众多公司和研发团体投入到60GHz的研究丰富的频谱资源60GHz频段大部分都还没有被使用目前无线低频段大部分已被占用,大量的低频无线电的频谱空间在被分配给了无线本地通信的应用。例如2.4GHz的无线低频频段就挤满了802.1lbg、蓝牙、微波和其他应用。近年来,各国政府都在60GHz频率附近划分了连续的免执照即可使用的频谱资源。
  比如,美国将免许可的频率范围划分为7GHz(57GHz-64GHz),日本也将其划分为7GHz(59.4GHz-62.9GHz),而欧洲更是高达9GHz(57GHz-66GHz)。反观目前主要使用的无线通信技术,比如超宽带技术的有效带宽为1.5GHz,802.11n技术的有效带宽约为660MHz,都要远远小于60GHz毫米波无线通信技术能使用的带宽。随着无线频谱资源的越来越稀缺,60GHz毫米波无线通信技术在60GHz频率周围能够利用的资源之多,频段之广,要远远超出其他几种无线通信技术,因此我们也有理由相信60GHz毫米波无线通信技术可以提供更快的传输速率和更优质的通信质量。

传输速率高
  由于60GHz毫米波无线通信技术拥有极大的带宽,而传输速率是随着带宽的增加而增加,因此60GHz毫米波无线通信技术的理论传输速率极限可以达到数Gbps。对于其他几种无线通信技术来说,由于频谱资源和带宽的限制,要达到Gbps的传输速率从理论上来说不是不可能,但是必须要采用高阶调制等及其复杂的技术,增加了实现的难度,并且对信道的信噪比要求更高,在现实中几乎不可能实现。而60GHz毫米波无线通信技术因为有足够的带宽资源,无需使用复杂技术就可以在较低的信噪比条件下达到吉比特的传输速率,性能是其他无线传输技术的数十倍。

抗干扰性强
  60GHz无线信号的方向性很强,使得几个不同方向的60GHz通信信号之间的互干扰非常小,几乎可以忽略不计。目前使用该频段进行无线通信的技术很少,而目前主要使用的无线通信技术的载频基本都远远小于60GHz,因此,通信系统之间的干扰也很小,同样可以忽略不计。

高安全性
  传输路径的自由空间损耗在60GHz附近频率时约为15dB/km,并且。墙壁等障碍物对毫米波的衰减很大。这使得60GHz无线通信在短距离通信的安全性能和抗干扰性能上存在得天独厚的优势,有利于近距离小范围组网。

高度的方向性
  99.9%的波束集中在4.7度范围内,此无线频率适合点对点的无线通信对高方向性天线的要求。允许的最大发射功率高可以满足高速无线数据通信(>1 Gbps)的需求。

元器件的尺寸小
  因此毫米波系统更容易小型化和集成化。
九地九天

17-08-17 11:35

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该团队开发两种Soli 芯片,一种使用脉冲雷达,约9平方毫米大小;另一种使用连续波雷达,约11平方毫米大小。脉冲雷达的发射和接收信号在时间上是分开的,适用于测距,尤其适于同时测量多个目标的距离。连续波雷达能对相当距离范围内的具有任何速度的目标进行测速。
这两个芯片都运行在60GHz毫米波上。  60GHz毫米波以提供更大的数据带宽,问题是容易被建筑物、恶劣的天气甚至人所阻挡,波束窄,衰減大,难于实现远距离传输。google这一创新正是利用了毫米波的缺点逆向思维脑洞大开。  Project Soli是基于无线电波反射建立的交互体系。

雷达技术就是向目标物发送无线电波,利用无线电波反射,从反射的雷达信号中获取信息。Project Soli为什么能够从有限的反射信号中获取这么多手势信息,是因为他们建立一个非常全面的手势识别体系,利用60GHz高速率传播的特点,从中提取计算出用户的手势信息。

由于体体积小,它足够嵌入到智能手表等可穿戴设备,并且可以实时追踪你的动作,并根据这些移动检测从而更改信号。当然它还可以广泛应用于物联网和其它计算设备。类似于智能手表的可穿戴设备,都有一个问题,其触摸屏太小,很多触摸动作很难在这么小的范围内完成。如何精准的捕捉到手指的活动,是这个场景面对的挑战。同时,触屏的限制在于无法捕捉3D空间内的手指动作,如捏、搓、抓握、转动等。触摸笔体验不好,可见光和红外摄像头虽然可以捕捉距离,但因为可见光/红外无法穿透手指,因此无法捕捉到被遮挡部分的动作。
采用60GHz毫米波正好可以解决以上问题。  以智能手表为例,如果要调整时间,我们可以在距离表盘12厘米的地方调整小时,在距离16厘米左右的地方调整分钟,而手势还是我们传统使用机械表的手势。不过,此次在Google I/O 2015展示的roject Soli,目前仍处于初期发展阶段,未来仍有可能变动。
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