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全球唯一5G手機8天線實用設計 MIMO量測系統實測

國立中山大學研發團隊領先全球成功開發可應用於5G手機的8天線設計,並透過MIMO(多輸入多輸出Multi-Input Multi-Output)量測系統進行實測,速度可為單天線手機的8倍,成功加速5G進程,可望確立手機多天線應用的可行性,加速手機開發製程並降低開發成本。

國立中山大學電機系教授翁金輅研發手機多天線設計,成功研發全球唯一手機8天線實用設計,翁金輅教授說明,手機天線主要功能為接受訊號,在相同外部訊號流量下,8天線設計等於開了八道閘門供訊號傳輸,以下載一部500MB的電影為例,同樣頻寬下,單天線手機需耗時4分鐘,8天線手機則僅需30秒。實測結果顯示,8天線在8x4MIMO通道流量每秒可達24.6 bps/Hz,為一般單天線速率至少4倍,預期8x8MIMO通道流量速率為單天線的8倍。

天線設計從傳統外露式到隱藏式,隨智慧型手機發展,天線設計挑戰難度日漸加高,目前手機保留2G、3G、4G功能,天線亦並存於手機中,翁金輅教授天線團隊將5G天線設計於手機螢幕側邊與邊框的狹窄區塊,有效利用機體空間,適用於大螢幕手機,並可兼顧外觀美感設計。傳統理論認為,兩個天線需間距0.5波長,才能明顯降低干擾,天線研發團隊打破理論,成功將兩個天線之最小間距壓縮在0.05波長內,未來可實際應用於6吋手機內部,此一關鍵技術為阻隔天線間的電流干擾訊號,此一技術已申請專利。

傳統單天線設計訊號為單輸入單輸出系統(Single-Input Single-Output,SISO),運算較為簡單,多天線設計另一難度為運算複雜度,需要在訊號相互混雜的情況下,重新排列出正確訊號。中山大學通訊所溫朝凱教授進行MIMO量測系統建構,透過自行開發的軟體接收機,可直接處理來自LTE 8x4、4x4 MIMO下行鏈路的訊號,即時分析訊雜比、通道容量、吞吐量、錯誤率等系統效能,在訊號效能與處理速度中取得最佳平衡。

傳統手機開發流程耗時一至兩年,最後階段才導入天線設計,這樣的流程,將可能造成手機生產時程延長甚至完全失敗。中山大學翁金輅教授在研發手機多天線的同時,聯合中山大學通訊所溫朝凱副教授進行MIMO量測系統建構,與量測儀器廠商台灣羅德史瓦茲成功展示手機多天線MIMO量測平台,也是目前唯一手機8天線在5G MIMO實務驗証上捷足先登的先例。未來透過此MIMO量測系統,可即時獲得重要的系統效能指標,在手機開發初期進行天線適用評估,降低開發風險;而在手機開發階段,也可透過實測提供設計建議,加速開發投資。

國立中山大學3月14日舉辦第7屆5G通訊Workshop,會議中邀請亞洲頂尖學府的專家與業界們分享5G發展之經驗及成果。經濟部技術處、WIT CLUB、兩岸搭橋辦公室、中國科技部、中國FuTURE論壇等兩岸重量級專家也齊聚西子灣共商5G未來趨勢。
發佈日期: 2016-03-14
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