19、户外环境下毫米波通信特性解析

户外环境下毫米波通信特性解析

1 引言

近年来，随着技术的不断发展，移动网络的数据流量呈指数级增长，这使得移动运营商面临着全球带宽短缺的问题。预计到2030年，移动数据流量将增长5000倍，为了应对这一挑战，需要提高性能、增加频谱可用性以及大规模部署小型小区。

毫米波（mmWave）通信为解决这一问题提供了新的途径。毫米波频段的无线电传播可以将可用带宽提高几个数量级。例如，60GHz的免许可频谱相比当前工业、科学和医疗（ISM）频段，可用频谱范围增加了10 - 100倍。而且，30 - 100GHz的带宽比300MHz - 10GHz的带宽（涵盖了所有现有的蜂窝系统）大七倍多。因此，5G网络的目标频段在6GHz以上，相关研究涉及电磁场、链路预算、传播问题和信道模型描述等方面。

目前，国际电信联盟（ITU）将20 - 50GHz频段视为与其他主要服务（如固定卫星服务和导航）共有的主要频段，这些毫米波频谱也可用于蜂窝通信。然而，毫米波通信与现有系统的共存问题需要仔细考虑。

拥有如此大的频谱块，使得可以在牺牲频谱效率的情况下换取带宽，即使使用低阶调制方案，也能实现高数据速率，同时降低功率、复杂度和成本。因此，应用毫米波频谱的5G网络为使用1GHz或更高的信道带宽提供了新机会。

理解无线电信道并找到准确的信道模型对于开发未来的毫米波接入系统和合适的回传技术至关重要。目前，户外、户外 - 室内和车载毫米波信道模型仍处于试验阶段，需要基于新的信道模型识别路径损耗系数、路径损耗指数（PLE）、均方根（RMS）延迟扩展和角度扩展等信道参数。

2 毫米波信道特性

毫米波的波长范围为10 - 1mm，对应于30 -