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無線創新的步伐越來越快，從而在全球范圍內實現了更快、更靈敏、更可靠的互聯。無線通信行業已經準備就緒，迎接多個系統中的重大技術變革。為提高數據吞吐量，蜂窩通信從 4G 升級到 5G，而衛星通信提供商則在太空建設網絡，志在為全球每一個角落提供高速通信。無線工程師希望在技術層面實現突破，從而最大限度提高系統吞吐量，打造穩健的鏈路和數據處理能力。對于無線系統物理層而言，關鍵技術涉及更大的帶寬、更高階的調制方案以及無線系統中的多天線技術。

更大的信號帶寬

由于可供分配的頻譜有限，標準開發組織希望在更高頻段提供更大帶寬。例如，5G 新空口（NR）Rel-15 中規定的頻率范圍 2（FR2）為 24.25 GHz 至 52.6 GHz，最大信道帶寬為 400 MHz。Rel-16 在 5 GHz 和 6 GHz 頻率范圍引入了免許可頻段。到 2022 年年中，3GPP Rel-17 將把免許可頻段的頻譜范圍擴展到 71 GHz。

衛星通信為電視、電話、寬帶互聯網業務和軍事通信提供連通性。衛星可以在 L 頻段到 Ka 頻段之間許多頻段運行。國際電信聯盟（ITU）將 W 頻段中的 71 至 76 GHz 以及 81 至 86 GHz 分配給了衛星業務。商業衛星運營商希望在這些頻段獲得更大帶寬。2021 年 6 月 30 日，一顆搭載 W 頻段無線發射機的衛星成功發射上天。在不遠的將來，我們有望見證 W 頻段的更多商業項目。

毫米波頻段可提供更多可用帶寬。大帶寬可以實現高吞吐量數據和低時延，但增加的帶寬也會帶來更多噪聲，從而影響系統性能。無線工程師需要管理寬帶通信的噪聲問題。除了產生更多系統噪聲外，在更高頻段擴大帶寬還會給設計和測試帶來路徑損耗、頻率響應和相位噪聲等其他挑戰。

更高階的調制方案

更高階的調制方案能夠在不增加信號帶寬的情況下提高數據速率，而各符號間隔更近，從而對噪聲也更敏感。隨著調制密度增加，器件需要更好的調制質量。表 1 列出了 3GPP Rel-16 技術規范 38.141 中針對 5G NR 基站規定的誤差矢量幅度（EVM）要求。3GPP 也在考慮采用對設計和測試裕量有更嚴格要求的 1,024 QAM。

表 1. 5G NR 基站發射機測試中的調制質量要求。