Das neue System ist das erste seiner Art, das drahtlose 5G-Messungen mit Genauigkeit bietet.
Mobile Geräte wie HandysConsumer-Wi-Fi-Geräte und Funkgeräte für die öffentliche Sicherheit arbeiten derzeit hauptsächlich bei elektromagnetischen Frequenzen unter 3 Gigahertz (GHz) mit Antennen, die Strahlung gleichmäßig in alle Richtungen emittieren. Experten sagen voraus, dass 5G-Technologien die Datenraten durch die Verwendung höherer Millimeterwellenfrequenzen über 24 GHz und stark gerichteter, sich aktiv ändernder Antennenmuster tausendfach steigern können. Solche aktiven Antennenanordnungen helfen, den Verlust dieser Hochfrequenzsignale während der Übertragung zu überwinden. 5G-Systeme senden auch gleichzeitig Signale über mehrere Pfade - sogenannte räumliche Kanäle -, um die Geschwindigkeit zu erhöhen und Interferenzen zu überwinden.
Viele Instrumente können einige messenAspekte der Eigenschaften von gerichteten 5G-Geräten und -Kanälen. Die meisten von ihnen konzentrieren sich jedoch darauf, schnelle Schnappschüsse in einem begrenzten Frequenzbereich zu sammeln, um einen Gesamtüberblick über den Kanal zu erhalten. SAMURAI liefert wiederum ein detailliertes "Porträt". Darüber hinaus sind viele Instrumente so groß, dass sie das Senden und Empfangen von Millimeterwellensignalen verzerren können.
Ingenieure Rodney Leonhardt, Alec Weiss und JeanneQuimby von NIST SAMURAI, ein tragbares Messsystem, das das Design und die wiederholbaren Labortests von 5G-Funkgeräten mit beispielloser Präzision unterstützt.
Bildnachweis: M. Hammer / NIST
SAMURAI, das von den Entwicklern erwartet wirdAuf der Konferenz am 7. August wird bekannt gegeben, dass viele unbeantwortete Fragen im Zusammenhang mit der Verwendung aktiver 5G-Antennen gelöst werden können. Was passiert beispielsweise, wenn hohe Datenraten gleichzeitig über mehrere Kanäle übertragen werden? Das neue System wird dazu beitragen, Theorie, Ausrüstung und Analysetechniken zu verbessern, um genaue Kanalmodelle und effiziente Netzwerke bereitzustellen.
SAMURAI misst Signale über einen breiten Frequenzbereich, derzeit bis zu 50 GHz und im nächsten Jahr bis zu 75 GHz.Das System hat seinen Namen, weil es die empfangenen Signale an vielen Punkten auf einem Gitter oder einer virtuellen "synthetischen Apertur" misst.
SAMURAI kann für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, von der Prüfung der Leistung von drahtlosen Geräten mit aktiven Antennen bis hin zur Messung von Reflexionskanälen in Umgebungen, in denen Metallgegenstände gestreut werdenSignale.
Die Hauptkomponenten sind zwei Antennen fürSignalübertragung und -empfang, präzise zeitsynchronisierte Instrumente zur Erzeugung und Empfangsanalyse von Funkübertragungen sowie ein sechsachsiger Roboterarm, der die Empfangsantenne an Gitterpunkten positioniert, die eine synthetische Apertur bilden. Der Roboter sorgt für eine genaue und wiederholbare Antennenposition und verfolgt verschiedene Empfangsmuster im 3D-Raum, beispielsweise zylindrische und halbkugelförmige Formen.
Das System wird üblicherweise an eine Optik angeschlossenTisch mit den Maßen 1,5 x 4,3 Meter. Aber die Ausrüstung ist tragbar genug, um in mobilen Feldtests eingesetzt und in andere Labore transportiert zu werden.
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