美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究人员解决了无线通信领域的一个关键争议，发现针对高速、数据丰富的5G的毫米波(mmWave)频谱的不同频段的传输性能是一致的系统。

无线系统正在转向10-100吉赫(GHz)的毫米波频谱，高于拥挤的蜂窝频率以及3GHz附近的早期5G系统。系统运营商往往更喜欢新毫米波频谱的较低频段。一个原因是它们受到一个公式的影响，该公式说，由于波长较小，因此在较高频率下会丢失更多信号，从而导致有用的天线面积更小。但直到现在，许多组织对这种影响的测量对于这是否属实存在分歧。

NIST研究人员开发了一种测量频率效应的新方法，使用26.5-40GHz频段作为目标示例。在实验室和两个真实环境中进行广泛研究后，NIST结果证实，主要信号路径——在发射器和接收器之间的清晰“视线”上——不会随频率而变化，这是传统无线系统普遍接受的论点，但直到现在还没有证明毫米波频谱。结果在IEEEOpenJournalofAntennasandPropagation上发表的一篇新论文中进行了描述。

该团队还发现，次级路径中的信号损失——传输被反射、弯曲或扩散成反射簇——可能会因频率而有所不同，具体取决于路径的类型。反射路径是第二强且对保持连通性至关重要的反射路径，在较高频率下仅损失一点信号强度。较弱的弯曲和扩散路径损失更多。到目前为止，频率对这种所谓的多径的影响是未知的。

“这项工作可能有助于揭开关于5G和6G中更高频率传播的许多误解，”NIST电气工程师CamilloGentile说。“简而言之，虽然在更高频率下性能会更差，但性能下降是渐进式的。因此我们确实预计5G和最终6G的部署会成功。”

NIST方法强调创新的测量程序和增强的设备校准，以确保仅测量传输通道。研究人员使用了NIST的SAMURAI(入射角合成孔径测量不确定性)通道探测器，该探测器支持对5G毫米波设备的设计和可重复测试，在广泛的信号频率和场景中具有前所未有的精度。NIST系统的独特之处在于可以在任何方向上控制天线波束，以实现精确的到达角估计。

正如论文中所讨论的，NIST在新研究中的主要创新是校准程序，以从测量中消除通道探测设备的影响，扩展现有算法以从单个测量中确定单个路径如何随频率变化，以及研究一个工业控制中心和一个会议室，用于对所涉及的路径类型进行分类并确定任何频率效应。