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中國移動聯(lián)合東南大學、錢塘信息公司研制“信號增透/屏蔽膜”并在亞運會場館開展測試

來源:C114 通信網(wǎng)  

近日,中國移動研究院、東南大學、杭州錢塘信息有限公司共同研制開發(fā)了“信號增透/屏蔽膜”產(chǎn)品,并聯(lián)合中國移動浙江公司杭州分公司,在即將開幕的第19屆亞運會場館中開展了信號增透/屏蔽膜輔助5G無線網(wǎng)絡“信號覆蓋增強”及“同頻干擾抑制”的示范應用測試。

項目組研發(fā)的信號增透/屏蔽膜是一種新型的超材料,它是在透明介質(zhì)(如玻璃、塑料)表面貼附印有大量周期性排列的透明導電單元,通過對單元電磁結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計組成陣面,可實現(xiàn)對空間電磁環(huán)境的重構(gòu)。信號增透/屏蔽膜具有易部署、低成本及環(huán)境適用性高等特點,在提升通信覆蓋范圍、提高無線通信質(zhì)量的同時保證了較高的透光率,具有廣闊的應用前景。合理部署信號增透/屏蔽膜能使現(xiàn)有5G無線網(wǎng)絡能量覆蓋更均勻,能量利用更高效,為綠色低碳亞運提供有力支撐,該技術(shù)有望在 5G-Advanced(5G-A)網(wǎng)絡中提前落地,并成為未來6G網(wǎng)絡關(guān)鍵候選技術(shù)之一。

信號覆蓋增強測試


(資料圖片)

在亞運會主場館一樓的群文展廳內(nèi),4.9GHz基站信號受到玻璃門影響,存在較高的透射損耗,導致展廳內(nèi)部存在覆蓋空洞。項目組研發(fā)了4.9GHz頻段的信號增透膜,并將其粘貼在玻璃門表面,用于實現(xiàn)展廳內(nèi)信號覆蓋增強(圖1)。測試結(jié)果表明,部署信號增透膜前后展廳內(nèi)部接收基站信號質(zhì)量與下行速率均得到顯著提升,其中下行速率提升48%。

圖1 主場館群文展廳測試實景圖

同頻干擾抑制測試

亞運會主場館的網(wǎng)絡部署方案需確保整個場館無網(wǎng)絡覆蓋盲區(qū),目前已實現(xiàn)2.6GHz信號飽和覆蓋。但場館中看臺區(qū)部署的2.6GHz皮站的后向信號,與場館5樓部分VIP室內(nèi)的室分信號重疊,產(chǎn)生鄰近小區(qū)的同頻干擾?;诖?,本項目研發(fā)了2.6GHz頻段的信號屏蔽膜貼于VIP室窗戶用于室內(nèi)外信號同頻干擾抑制(圖2)。測試結(jié)果表明,部署信號屏蔽膜前后VIP室中接收信號質(zhì)量與下行速率均得到顯著提升,其中下行速率提升11%。在部署信號屏蔽膜后,UE優(yōu)先連接室分小區(qū),不再切換至室外小區(qū),室內(nèi)通信鏈路穩(wěn)定性得到進一步增強。

圖2 主場館VIP室測試實景圖

項目組研發(fā)的超材料透明膜分三種類型:信號增透膜、信號屏蔽膜和信號動態(tài)調(diào)整膜。項目組本次針對前兩種透明膜的性能開展了5G現(xiàn)網(wǎng)測試,未來將進一步推進信號動態(tài)調(diào)整膜的現(xiàn)網(wǎng)性能驗證。

信號增透膜:將信號增透膜貼附在玻璃上,能夠?qū)崿F(xiàn)對入射波透射性能的增強(圖3)。信號增透膜能夠有效克服玻璃導致透射電磁波能量衰減的問題,增強透射信號強度,能夠用于改善室內(nèi)外無線通信質(zhì)量。

圖3 信號增透膜

信號屏蔽膜:將信號屏蔽膜貼附在玻璃上,能使入射波的透射減弱、反射增強,從而屏蔽特定頻段的電磁信號,同時又具有良好的透光性,可以用于減少窗戶內(nèi)外同頻干擾、實現(xiàn)可視化電磁屏蔽室等場景。

信號動態(tài)調(diào)整膜:在玻璃一側(cè)貼附信號屏蔽膜,另一側(cè)貼附單元反射相位可調(diào)的信號動態(tài)調(diào)整膜,在反射電磁波的基礎(chǔ)上,進一步地還能夠在特定通信頻段內(nèi)實現(xiàn)4種相位狀態(tài)的波束調(diào)控(圖4)。信號動態(tài)調(diào)整膜有望實現(xiàn)反射波束對用戶跟蹤,提高用戶接收信號的強度,進而起到改善無線通信質(zhì)量的效果。

圖4 信號動態(tài)調(diào)整膜

總體來說,本次亞運場館測試驗證了信號增透/屏蔽膜能夠有效輔助提升現(xiàn)有5G無線網(wǎng)絡的能量覆蓋能力,其具有成本低廉、易于部署以及環(huán)境適用性高等優(yōu)點,這對于實現(xiàn)國家“雙碳”戰(zhàn)略目標具有積極意義,在新一代6G無線通信技術(shù)中具有廣泛的應用前景。中國移動將進一步聯(lián)合產(chǎn)學研促進超材料相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展、完善,推動該技術(shù)在未來通信網(wǎng)絡中應用落地取得更加重要的突破和成果。

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