尽管5G商用预计要到2020年才能实现,但运营商已经在这方面进行了数年的努力。其中,Orange目前正在贝尔福的实验频段上进行发射机和接收机之间的信道测量。但该运营商也在开发新的无线电硬件和软件。其研究团队特别开发了一种名为“聚焦”的 5G 天线,前景光明。
我们能够近距离看到其中一个原型,并在沙蒂永新 Orange Gardens 创新生态园区的中心参加该设备的演示。在这里,我们找到了 Orange 公司的研究总监 Nicolas Demassieux 和负责该项目的工程师 Dinh-Thuy Phan Huy。
5G 带来的流量和速度将呈爆炸式增长
“5G 不仅保证了 1 Gbt/s 的速度,而且在超高清视频的普及和数十亿个连接对象的到来的影响下,流量也增加了 1000 倍”,立即攻击尼古拉斯·德马苏。“但是,如果我们将网络中消耗的能源乘以 1000,我们将拥有近 50 个核电站”,他警告说。这就是我们著名的 5G 天线发挥作用的地方。“理论上,通过在网络级别使用 100 个此类小型辐射元件,我们可以将所发出的功率除以 100,以获得相同的吞吐量”该项目由 Orange 和 ANFR(国家研究机构)共同资助,Dinh-Thuy Phan Huy 对此充满热情。
然而,从表面上看,这种材料并没有表现出什么异常。“我们使用了商用天线。真正重要的是我们的电子卡和其上运行的软件”这位年轻的研究人员警告说,她指着桌子上的原型机,该原型机是在雷恩INSA、泰雷兹、阿托斯、布列塔尼电信和朗之万研究所的协助下生产的。
智能天线专注于连接的物体
为了让我们了解她的软件的有趣之处,这位年轻的研究人员向我们展示了一个由 20 个 x 20 个盒子组成的面板。每个盒子后面都有一个传感器,可以将穿过它的波的功率水平转换成颜色。
观看视频演示:
第一个实验:直观地展示当今网络的工作原理。目前,天线向各个方向发射无线电波,使每个人,无论身在何处,都可以保持联系。问题是,这也会导致大量能量损失,导致面板呈现多种颜色,从最接近要连接的物体的蓝色到距离目标很远的红色。
为了进行比较,Dinh-Thuy Plan Huy 随后转向其 5G 天线原型。接收天线代表智能手机,而 PC 运行智能天线的软件。“我们将使用天线网络并教它聚焦于连接的物体并记住其位置”,向我们介绍了这位工程师。然后只出现蓝色框。“所有不必要的广播都已被删除。我们只在需要的地方建立无线电链路”,我们的研究人员满意地指出。一场将会产生许多积极影响的表演。
转向更便宜的智能手机?
“你必须明白,当能量较少时,对那些不想接收你的信号而只想接收他们的信号的人来说,干扰也会减少””,尼古拉斯·德马西厄强调说。由于这项技术需要的能源消耗较少,因此终端的制造成本将比 3G 和 4G 终端的制造成本更低,因为 3G 和 4G 需要非常强大的功能。“我们将回归更简单的接收器,就像 2G 的接收器一样简单。它们将降低智能手机的价格,并可以嵌入更多的互联对象中”Orange 研究总监观察道。
运营商并不是唯一在这一领域奋战的人。但它在移动领域仍然取得了领先优势。事实上,对移动物体操作聚焦天线是非常困难的。让我们以一辆可移动的联网车辆为例。在它对网络进行 ping 操作和网络聚焦之间,它已经移动了位置,因此错过了目标。
为了解决这个问题,Dinh-Thuy Plan Huy 和合作机构使用了 Mathias Fink 在 20 世纪 90 年代建立的时间反转物理过程。它包括迫使无线电波反向重播其传播场景,并重新聚焦于发射点。为此,您必须在车辆前部插入一个预测天线以发送 ping,并在后部插入另一个以接收信号。“我们是唯一成功让这些创新在 300 公里/小时的速度下发挥作用的公司”, Souligne Dinh-Thuy Plan Huy。
现在仍然需要从模拟转向实际测试。但Orange希望将“其绿色技术”作为第一个5G标准的标准。