李紀(jì)舟,鐘建強(qiáng),王　瑜

(解放軍91746部隊(duì)，北京 102206 )

摘　要：60 GHz無線通信技術(shù)以其豐富的頻譜資源和高速的數(shù)據(jù)傳輸速率，成為目前無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。首先介紹了60 GHz無線通信技術(shù)的概念內(nèi)涵、特點(diǎn)優(yōu)勢和應(yīng)用場景；接著重點(diǎn)闡述了60 GHz無線通信技術(shù)形成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和通信標(biāo)準(zhǔn)；然后分析了60 GHz無線通信技術(shù)發(fā)展面臨的問題；最后根據(jù)信息技術(shù)的發(fā)展形勢，展望了60 GHz無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：60 GHz；無線通信技術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)

doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2015.06.001

60 GHz無線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢研究

李紀(jì)舟,鐘建強(qiáng),王瑜

(解放軍91746部隊(duì)，北京 102206 )

摘要：60 GHz無線通信技術(shù)以其豐富的頻譜資源和高速的數(shù)據(jù)傳輸速率，成為目前無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。首先介紹了60 GHz無線通信技術(shù)的概念內(nèi)涵、特點(diǎn)優(yōu)勢和應(yīng)用場景；接著重點(diǎn)闡述了60 GHz無線通信技術(shù)形成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和通信標(biāo)準(zhǔn)；然后分析了60 GHz無線通信技術(shù)發(fā)展面臨的問題；最后根據(jù)信息技術(shù)的發(fā)展形勢，展望了60 GHz無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：60 GHz；無線通信技術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)

doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2015.06.001

收稿日期：2015-01-03；修回日期：2015-04-05Received date:2015-01-03；Revised date：2015-04-05

中圖分類號：TN91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：碼：A

文章編號：號：1002-0802(2015)06-0631-06

Abstract：60 GHz wireless communication technology, owing to its rich spectrum resources and high-speed transmission, now becomes one of the hot topics in wireless communication areas. The article first describes the concept, advantage and application of 60 GHz wireless communication technology, then focuses on the industrial alliance and communication standardization formed in the development of this technology, analyzes the challenges faced in the development of this technology, and finally forecasts its development trend in accordance with the development of information technology.

作者簡介：

Developemnt Status and Trend of 60 GHz Wireless

Communication Technology

LI Ji-zhou, ZHONG Jian-qiang, WANG Yu

(Unit 91746 of PLA, Beijing 102206, China)

Key words：60 GHz; wireless communications technology; standardization

0引言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，連接到無線通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量日益增長，使得無線通信頻譜資源愈加緊張，并對通信數(shù)據(jù)傳輸速率的要求也越來越高。60 GHz無線通信具有約7 GHz不用許可的豐富帶寬，原始數(shù)據(jù)能提供Gb/s數(shù)量級的傳輸速率[1]，成為未來最具潛力的無線通信技術(shù)之一，日益受到人們的廣泛關(guān)注。

160 GHz無線通信技術(shù)基本情況

1.1概念內(nèi)涵

60 GHz無線通信技術(shù)一般是指無線電波為60 GHz頻率左右的無線通信技術(shù)。目前，世界主要國家相繼在57～66 GHz頻段劃分出免許可的連續(xù)免費(fèi)頻譜，專門用于短距離的無線通信[2]。其中，韓國和北美劃出了57～64 GHz頻段;日本和歐洲劃出了59～66 GHz頻段；澳大利亞為59.4～62.9 GHz頻段；中國劃出了59～64 GHz的頻段。

1.2特征優(yōu)勢

60 GHz通信載波是波長為5 mm的無線電磁波，該波段屬于毫米波，具有頻帶寬、波長短的基本特征。這些頻率特征決定了60 GHz頻段的電磁波具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸能力和極高的波形分辨率，使60 GHz無線通信具有如下眾多優(yōu)勢[3-4]：

一是頻譜資源豐富。60 GHz波段可用于無線通信的連續(xù)頻率帶寬達(dá)7～9 GHz，并且是免許可的免費(fèi)資源，大部分頻率都還沒有占用。相較于目前使用的傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)，比如超寬帶技術(shù)的有效帶寬1.5 GHz，802.11n技術(shù)的有效帶寬660 MHz而言，在無線通信頻率大量被占用，頻譜資源嚴(yán)重緊缺的狀況下，60 GHz無線通信技術(shù)可利用的頻率資源豐富、頻段范圍廣。

二是數(shù)據(jù)傳輸速率高。數(shù)據(jù)傳輸速率與有效帶寬的關(guān)系密切，帶寬越寬，速率越高。60 GHz無線通信技術(shù)的可用有效帶寬范圍廣，不需使用特別復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)，就能在比較低的信噪比環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)吉比特速率的數(shù)據(jù)通信，傳輸速率可達(dá)到傳統(tǒng)無線通信技術(shù)的數(shù)十倍。比如，60 GHz無線通信的原始數(shù)據(jù)最高速率可達(dá)25 000 Mb/s。

三是抗干擾性能強(qiáng)。60 GHz進(jìn)行無線通信時，載波方向性極強(qiáng)，使得多個方向的60 GHz通信載波之間的相互干擾影響非常小，可以忽略不計。并且，目前使用60 GHz進(jìn)行無線通信的技術(shù)正在發(fā)展中，通信載波很少。而傳統(tǒng)的無線通信的載波一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于60 GHz頻段，因此，無線通信系統(tǒng)之間產(chǎn)生相互干擾的可能性極小。

四是安全性和保密性好。60 GHz無線電磁波在自由空間傳輸?shù)穆窂綋p耗大，氧氣吸收損耗高；對物體的繞射能力差，穿透性能弱，有數(shù)據(jù)顯示計算機(jī)顯示器之類的物體對60 GHz電磁波信號的衰減在40 dB以上，這使得60 GHz在無線短距離通信上具有良好的安全性，方便小范圍近距離內(nèi)的組網(wǎng)通信。另外60 GHz無線通信在太空中處于“非大氣窗口”，地面站極難對星際之間的通信內(nèi)容進(jìn)行竊聽，并且太空大氣極為稀薄，信號衰落小，因此，美國的MILSTAR衛(wèi)星就是利用60 GHz來進(jìn)行星際通信，以提高保密性。

五是載波方向性強(qiáng)。60 GHz無線電磁波的波束能量有99.9%集中在4.7度范圍內(nèi)，極強(qiáng)的窄波束特別適合實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)之間的無線通信。

六是易于實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用。60 GHz電磁波的路徑損耗大，傳輸距離近，適合在近距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用。加之載波方向性強(qiáng)，抗干擾能力也強(qiáng)，使得多條同頻傳輸鏈路可在同一空間內(nèi)共存，實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用，有效提升網(wǎng)絡(luò)通信容量。

七是最大發(fā)射功率限制小。60 GHz波段占用的頻率少，相對比較“空閑”，且遠(yuǎn)離傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的工作頻段，使用較高的發(fā)射功率也不會對別的無線通信系統(tǒng)造成干擾，因此，60 GHz波段所允許的最大發(fā)射功率限制小，可利用較高的發(fā)射功率來提高數(shù)據(jù)速率。

八是天線尺寸小和電路可集成化。一般而言，天線的尺寸與載波波長的數(shù)量級相比擬，由于60 GHz載波波長處于毫米級別，其天線的尺寸相對于低波段天線而言大為減小，可以彌補(bǔ)載波在傳輸過程中的路徑損耗，也有利于實(shí)現(xiàn)電路的集成。此外，與低波段電磁波相比，60 GHz的載波更短，除了能降低天線的尺寸外，還可以顯著的降低元器件的尺寸，提高通信設(shè)備的集成度。

1.3應(yīng)用場景

60 GHz無線通信技術(shù)具有高速率、大容量、抗干擾、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，特別適合高速率、短距離內(nèi)的通信，可以廣泛用于家庭、辦公、會議、公共場所等幾個方面[5-6]：

一是應(yīng)用于無線個域網(wǎng)。無線個域網(wǎng)可以連接計算機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品、移動終端等電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電子終端間的無線通信。但由于網(wǎng)絡(luò)帶寬和頻譜資源的限制，使得目前的無線個域網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率不高，無法支持超高速數(shù)據(jù)通信的要求。60 GHz無線通信具有數(shù)據(jù)傳輸速率高的優(yōu)勢，有利于信息設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，能降低通信時間，提高通信效率，可廣泛應(yīng)用于無線個域網(wǎng)中，取代目前廣泛應(yīng)用在家庭寬帶和辦公室通信中的光纖傳輸線路，降低無線通信組網(wǎng)的復(fù)雜度和成本。

二是應(yīng)用于無線高清多媒體接口。高清多媒體接口是數(shù)字高清電視技術(shù)的接口標(biāo)準(zhǔn)。目前，機(jī)頂盒或DVD等電子設(shè)備是通過光纖線路向電視機(jī)或顯示器來傳送高清視頻和音頻信號。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，電視機(jī)或顯示器已具備接收完全非壓縮方式的高清多媒體信號能力。因此，可以利用60 GHz通信技術(shù)，通過無線的方式，使機(jī)頂盒、DVD或智能家電等終端，向電視機(jī)、顯示器或揚(yáng)聲器等系統(tǒng)傳送非壓縮方式的音視頻信號，實(shí)現(xiàn)高清播放的需求。

三是應(yīng)用于海量文件的傳輸。60 GHz技術(shù)的通信速率高，可支持高達(dá)7 Gb/s或更高的數(shù)據(jù)傳輸速率；因此，可用于短距離內(nèi)海量文件的高速傳輸。比如，可利用60 GHz無線通信技術(shù)，通過無線的方式，將城市街頭或車站設(shè)置的自助服務(wù)終端中的視頻、音樂及其它海量文件，以極高的速度傳輸?shù)街С趾撩撞ㄍㄐ诺氖謾C(jī)或移動智能終端上。

四是應(yīng)用于汽車防撞報警系統(tǒng)。汽車防撞報警系統(tǒng)由汽車?yán)走_(dá)和信息處理單元組成，擔(dān)負(fù)著車輛目標(biāo)的快速識別預(yù)警和預(yù)警信號數(shù)據(jù)的快速傳輸功能。在復(fù)雜氣候和車輛高速運(yùn)行狀況下，實(shí)現(xiàn)對其它目標(biāo)的快速識別和預(yù)警信號的高速傳輸，對于交通安全非常重要。因此，可以利用60 GHz無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)汽車?yán)走_(dá)的快速識別和數(shù)據(jù)的高速傳輸。

五是應(yīng)用于醫(yī)療成像。目前，醫(yī)療設(shè)備中的成像數(shù)據(jù)的傳輸速率一般達(dá)到了4～5 Gb/s，但采用的方式都是利用有線電纜連接，限制了醫(yī)療設(shè)備的移動性和靈活應(yīng)用。60 GHz無線通信技術(shù)具備了傳輸高速數(shù)據(jù)的能力，可通過無線方式，用來傳輸醫(yī)療成像的數(shù)據(jù)，提高醫(yī)療設(shè)備的靈活性和移動性。

六是應(yīng)用于衛(wèi)星星際通信。為了確保衛(wèi)星數(shù)據(jù)的安全，全球正在發(fā)展衛(wèi)星星際通信技術(shù)。先利用星際通信方式將衛(wèi)星數(shù)據(jù)發(fā)送到位于本國上空的衛(wèi)星上，再將數(shù)據(jù)傳送到地面，以達(dá)到安全保密的目的。60 GHz無線通信的距離短、速率高、抗干擾能力強(qiáng)、保密性能好，可用于太空星座中各衛(wèi)星之間的星際通信，以達(dá)到保密的目的。

260 GHz無線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

60 GHz無線通信技術(shù)最初只是在軍事領(lǐng)域應(yīng)用。1994 年10月，美國開始將60 GHz頻段應(yīng)用于商業(yè)開發(fā)；2000 年后，日本，澳大利亞、歐盟等國家和地區(qū)相繼開放了60 GHz頻譜資源，引發(fā)了全球各大無線電集團(tuán)或?qū)W術(shù)機(jī)構(gòu)的研究熱潮。截止到目前，60 GHz無線通信技術(shù)已發(fā)展形成了WirelessHD、WiGig兩大產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和IEEE 802.15.3c、IEEE 802.11ad、ECMA-387三大通信標(biāo)準(zhǔn)[4,7]。

2.1WirelessHD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

2006年10月，韓國的三星、LG和日本的松下、索尼、NEC、東芝等6家跨國電子集團(tuán)組成了WirelessHD聯(lián)盟，研究開發(fā)可替代高清晰度多媒體接口(HDMI)的無線數(shù)字高清傳輸技術(shù)，讓電視機(jī)、DVD、機(jī)頂盒等高清家電設(shè)備實(shí)現(xiàn)高清信號的無線傳輸標(biāo)準(zhǔn)。隨后，Intel和SiBeam等公司加入了WirelessHD聯(lián)盟。2008年1月30日，WirelessHD聯(lián)盟發(fā)布了WirelessHD 1.0標(biāo)準(zhǔn)，簡稱WiHD，這是一個運(yùn)用60 GHz無線通信技術(shù)進(jìn)行高清視頻信號傳輸?shù)膮f(xié)議，能在客廳中以高達(dá)4 Gb/s的速率傳輸未經(jīng)壓縮的高清視頻信號。并提出了通用遙控器概念，即只用一部遙控器就能控制所有WiHD標(biāo)準(zhǔn)的兼容設(shè)備。2010年5月，正式頒布WirelessHD 1.1標(biāo)準(zhǔn)，支持便攜式和個人移動設(shè)備，最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)10～28 Gb/s。

2.2WiGig產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

2009年5月，美國的Intel、微軟、戴爾和韓國的三星、LG、日本的松下等15家電子集團(tuán)成立了WiGig無線千兆比特聯(lián)盟，旨在研發(fā)一種數(shù)據(jù)傳輸速率更快的短距離無線通信技術(shù)，用于在家庭、辦公室內(nèi)快速的傳輸大型數(shù)據(jù)文件，用于支持電視機(jī)、手機(jī)、攝像機(jī)和個人計算機(jī)的之間的數(shù)據(jù)交換。2009年12月，完成WiGig v1.0標(biāo)準(zhǔn)制定。2010年5月，正式發(fā)布1.0版，兼容IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)。支持高達(dá)7 Gb/s的數(shù)據(jù)傳送速率，是WiFi標(biāo)準(zhǔn)的10倍；不僅支持手機(jī)等低功耗的移動設(shè)備，也支持臺式機(jī)等高性能設(shè)備；除了支持60 GHz無線通信外，還支持2.4 GHz，5 GHz兩個頻段；有效傳送距離達(dá)10 m；支持AES加密。2011年6月,推出 WiGig 1.1版本。WiGig 1.1版本包含了物理層和實(shí)體層設(shè)計架構(gòu)，還擴(kuò)展到了無線基座、無線聯(lián)網(wǎng)、無線顯示等領(lǐng)域。2013年，獲得WiGig認(rèn)證的產(chǎn)品開始進(jìn)入商業(yè)市場。

2.3IEEE 802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)

2005年3月，IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)設(shè)立了802.15.3c工作小組TG3c，負(fù)責(zé)研究制定60 GHz無線個域網(wǎng)(WPAN)的物理層(PHY)和MAC層的標(biāo)準(zhǔn)工作。2009年10月，IEEE TG3c工作小組頒布了IEEE 802.15.3c-2009標(biāo)準(zhǔn)――《高速無線個域網(wǎng)PHY和MAC規(guī)范 補(bǔ)篇2:基于毫米波的物理層擴(kuò)展》，提供最高速率超過5 Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，并接納WirelessHD 1.0標(biāo)準(zhǔn)作為IEEE 802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)的一種工作模式。其主要內(nèi)容有：

(1)微微網(wǎng)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了一個基于中央控制的自組織網(wǎng)絡(luò)――微型無線個域網(wǎng)(微微網(wǎng))，通信距離在10 m以內(nèi)，由設(shè)備(DEV)組成網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備之間能獨(dú)立通信。微微網(wǎng)在建立時，首先選擇一個設(shè)備充當(dāng)微微網(wǎng)協(xié)調(diào)器(PNC)，用來傳送帶有微微網(wǎng)信息的信標(biāo)，提供基本定時功能，并負(fù)責(zé)服務(wù)質(zhì)量請求、功率節(jié)省和訪問控制等功能。當(dāng)某一個設(shè)備能夠充當(dāng)PNC，并開始發(fā)送信標(biāo)時，則微微網(wǎng)建立成功。

(2)物理層。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了3類物理層模式。一是單載波模式(SC)；主要適用于無線個域網(wǎng)中的便攜式設(shè)備之間進(jìn)行視距內(nèi)通信，可用普通的數(shù)據(jù)速率來傳輸信標(biāo)和信號，支持一個強(qiáng)制的1.5 Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。二是高速率接口模式(HSI)OFDM；用于超視距內(nèi)的設(shè)備通信，使用OFDM技術(shù)，最大數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)5.7 Gbit/s。三是音視頻模式(AV)OFDM；用于超視距內(nèi)傳輸無壓縮的高清視頻信號。WirelessHD 1.0標(biāo)準(zhǔn)作為AV OFDM工作模式被該標(biāo)準(zhǔn)接納。

(3)MAC層。該標(biāo)準(zhǔn)提出了全向模式和準(zhǔn)全向模式下的兩種超幀結(jié)構(gòu)。全向模式是指設(shè)備使用全向天線進(jìn)行的通信模式，準(zhǔn)全向模式是指天線覆蓋設(shè)備周圍大多數(shù)區(qū)域的通信模式。

2.4IEEE 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)

2009年1月，世界知名英特爾等WLAN芯片廠商在IEEE 802委員會中成立了毫米波WLAN標(biāo)準(zhǔn)制定工作小組TG ad，負(fù)責(zé)在WLAN標(biāo)準(zhǔn)802.11n協(xié)議的基礎(chǔ)上，制定IEEE 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)工作，目的是制定出60 GHz波段的WLAN技術(shù)協(xié)議。2012年12月，TG ad小組完成標(biāo)準(zhǔn)制定，正式頒布IEEE 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)――《無線局域網(wǎng) 補(bǔ)篇:60 GHz頻段超高速吞吐量的增強(qiáng)》。期間，2010年5月，WiGig 1.0標(biāo)準(zhǔn)被移交給IEEE 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)制定小組，被確定為802.11ad標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。其主要內(nèi)容有：

(1)物理層。60 GHz波段范圍為57～66 GHz，有效帶寬為7～9 GHz，被劃分為4條信道，每條信道的寬度為2.16 GHz；通信載波的調(diào)制方式有QPSK、SQPSK、64QAM、16QAM、LDPC；編碼速率為1/2、3/4、5/8、13/16；數(shù)據(jù)傳輸速率在0.693～6.756 75 Gb/s之間。工作模式有3種：一是OFDM模式，支持的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為7 Gb/s，可用于非視距通信，采用不同于IEEE802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)的LDPC前向糾錯編碼。二是單載波模式，支持的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為4.6 Gb/s，可用于視距內(nèi)通信，支持多種調(diào)制方式，支持RS，LDPC編碼。三是低功耗單載波模式，主要用于視距內(nèi)低速數(shù)據(jù)傳輸，速率為1～2.5 Gb/s；支持RS碼或RS碼加Block碼。

(2)MAC層。一是定義了一個新的被稱作PBSS的MAC架構(gòu)，支持無線個域網(wǎng)并兼容802.11網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。二是引入了更加先進(jìn)的CSMA/CA(載波偵聽多路訪問/沖突避免)機(jī)制，用于監(jiān)聽信道，當(dāng)信道空閑時，就發(fā)送數(shù)據(jù)；若信道被占用，則采用指數(shù)退避算法進(jìn)行長時間的等待；若競爭周期結(jié)束后，信道仍然處于空閑，則節(jié)點(diǎn)就繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，否則，就繼續(xù)重復(fù)等待過程。三是設(shè)備能夠在任意頻段(60 GHz、2.4 GHz、5 GHz)上運(yùn)行的802.11網(wǎng)絡(luò)之間透明地切換。四是支持波束賦形，可在10 m之外的距離實(shí)現(xiàn)較好通信；五是支持AES加密算法。

(3)協(xié)議適配層。協(xié)議適配層(PAL)以無線方式在MAC層和PHY層上直接運(yùn)行，可最大限度地降低功耗。目前定義了音頻/視頻和輸入/輸出兩個協(xié)議適配，其中，音頻/視頻協(xié)議適配既可以傳輸壓縮音視頻，也可以傳輸非壓縮音視頻數(shù)據(jù)。輸入/輸出協(xié)議適配有3種：WiGig總線擴(kuò)展(PCIe)、WiGig SD擴(kuò)展(安全數(shù)字I/O)、以及WiGig串行擴(kuò)展(USB)。

IEEE 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)相較于目前的幾種Wi-Fi，具有高速率、高容量、低功耗、低延遲、芯片復(fù)雜度低、安全性能高、用戶體驗(yàn)好等眾多突出優(yōu)勢。

2.5ECMA-387標(biāo)準(zhǔn)

1961年，歐洲計算機(jī)制造廠商成立ECMA(歐洲計算機(jī)制造聯(lián)合會)組織，旨在制定統(tǒng)一的計算機(jī)操作格式標(biāo)準(zhǔn)。2008年12月8日，ECMA組織頒布了超高速短距離無線通信應(yīng)用60 GHz標(biāo)準(zhǔn)——《信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換高速60 GHz PHY，MAC和HDMI》標(biāo)準(zhǔn)，簡稱ECMA-387標(biāo)準(zhǔn)；2010年12月完成第二版，并獲得ISO/IEC的認(rèn)可，成為國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 13156-2009)。

ECMA-387標(biāo)準(zhǔn)對60 GHz無線通信的物理層、分布式媒質(zhì)訪問控制(MAC)層和HDMI協(xié)議進(jìn)行了規(guī)范。其主要內(nèi)容有：

(1)頻段規(guī)劃。該標(biāo)準(zhǔn)指定了4個頻段，每一個頻段帶寬為2.160 GHz，符號速率為1.728 Gsymbol/s，未使用信道綁定時，可獲得的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為6.350 Gbit/s，如果將相鄰的2個或3個頻段進(jìn)行綁定，則可得到更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。

(2)適用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。該標(biāo)準(zhǔn)提出了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的解決方案，不但能使相同類型的設(shè)備之間進(jìn)行互操作，而且也可使不同類型的設(shè)備之間互通互聯(lián)。

(3)物理層可支持3類設(shè)備。第一類設(shè)備可用于10 m內(nèi)的視距/非視距多徑下的視頻流傳輸和無線個域網(wǎng)。第二類設(shè)備用于較短距離(1～3 m)范圍內(nèi)的點(diǎn)對點(diǎn)視距鏈路的視頻和數(shù)據(jù)傳輸；第三類設(shè)備用于1 m范圍內(nèi)的視距點(diǎn)對點(diǎn)鏈路的數(shù)據(jù)傳輸。

(4)MAC協(xié)議。引入了載波偵聽多址/沖突檢測(CSMA/CD)機(jī)制和定向天線，同時支持多個設(shè)備連接。

360 GHz無線通信技術(shù)面臨的問題

60 GHz無線通信技術(shù)具有眾多的優(yōu)勢，但相比低頻段而言，60 GHz波段的路徑衰減嚴(yán)重，氧氣吸收和雨衰大，對提供可靠鏈路的高速傳輸系統(tǒng)帶來眾多挑戰(zhàn)，要真正的進(jìn)入商用階段，還面臨如下的問題[1,3,4]：

一是信道模型未建立。60 GHz信道的路徑損耗大，信號被限制在小范圍的空間內(nèi)。目前，雖然已建立了低頻段的WLAN和UWB 信道模型，但并不適用在60 GHz無線通信上。并且，60 GHz信道的測量結(jié)果與測量條件(測量環(huán)境、技術(shù)、設(shè)備以及天線參數(shù)等)密切相關(guān)，為此，需要建立起更加適合60 GHz在傳播的信道模型。

二是天線技術(shù)難度大。由于60 GHz載波的巨大路徑損耗，必須通過具有寬帶、高增益和高效率的通信天線來進(jìn)行彌補(bǔ)，這就需要采用先進(jìn)的天線波束成形技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，但目前的天線波束成形技術(shù)還存在許多技術(shù)難題。另外，60 GHz的頻率高，波長短，不能穿過墻壁和較大障礙物，也需要采用多天線技術(shù)來進(jìn)行合理設(shè)計。

三是電路集成技術(shù)未成熟。目前，60 GHz無線通信技術(shù)產(chǎn)品存在3種電路集成技術(shù)：GaAs、Site和CMOS技術(shù)，但每一種電路集成技術(shù)都無法滿足60 GHz通信系統(tǒng)的全部要求。如GaAs集成技術(shù)具有速率高、增益高、噪聲低等優(yōu)勢，但價格昂貴，成品率低，所能提供的集成度受到限制，成本效益也不高。

四是收發(fā)機(jī)技術(shù)挑戰(zhàn)多。收發(fā)機(jī)是通信系統(tǒng)的重要組成，主要包括RF收發(fā)模塊、天線/天線陣列、DAC /ADC 電路、數(shù)字基帶處理單元等。要實(shí)現(xiàn)60 GHz無線通信的高頻率、高速率、大帶寬、寬動態(tài)范圍、低成本及低功耗等要求，對接收機(jī)各模塊設(shè)計和處理算法實(shí)現(xiàn)都帶來了巨大挑戰(zhàn)。

460 GHz無線通信技術(shù)發(fā)展趨勢

根據(jù)全球信息技術(shù)的發(fā)展形勢和通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，結(jié)合60 GHz無線通信面臨的問題，相信未來60 GHz無線通信技術(shù)將向如下幾個方面發(fā)展[3,5]：

一是研發(fā)信道模型。信道是通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也一直是通信技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。當(dāng)前還未研究出完全適用于60 GHz無線通信的信道模型，為此，下一步應(yīng)排除對實(shí)際信道的影響因素，研究建立更加準(zhǔn)確、完全適合60 GHz傳播的信道模型。如排除不同增益、不同波束的各類天線影響，或者排除天線對準(zhǔn)誤差，以及排除天線極化效應(yīng)對信道模型的影響等因素。

二是發(fā)展智能天線技術(shù)。為了彌補(bǔ)60 GHz無線通信的路徑損耗問題，研發(fā)低成本、小型化、便攜式、高增益，并且容易集成可控的天線陣列將是熱點(diǎn)之一。其中，將重點(diǎn)發(fā)展波束成形天線技術(shù)，例如，相控陣天線的高復(fù)雜度的相控網(wǎng)絡(luò)、高損耗饋電網(wǎng)絡(luò)和天線單元以及饋線之間的耦合等技術(shù)。

三是發(fā)展電路集成技術(shù)。將對上述60 GHz的3種電路集成技術(shù)各自存在的問題進(jìn)行改進(jìn)和完善。其中，GaAs電路將向小型化、低成本目標(biāo)發(fā)展。CMOS技術(shù)具有成本低、集成度高和代價小等優(yōu)點(diǎn)，將是未來的重點(diǎn)發(fā)展方向。此外，60 GHz的電路封裝技術(shù)也日益重要，研發(fā)新的基片材料和多層的LTCC 技術(shù)也將是重點(diǎn)方向之一。

四是加強(qiáng)收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)研究。收發(fā)機(jī)是通信系統(tǒng)的關(guān)鍵組成，60 GHz的收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)的研究十分重要。要實(shí)現(xiàn)60 GHz通信的高帶寬、高速率的要求，研究發(fā)展與現(xiàn)有電路集成封裝技術(shù)結(jié)合的低成本、低功耗的小型單元電路或者射頻收發(fā)電路技術(shù)，將是未來的重點(diǎn)方向之一。

5結(jié)語

總之，60 GHz通信技術(shù)具有豐富的頻率資源，可提供高速數(shù)據(jù)傳輸，具有廣闊的發(fā)展前途和應(yīng)用場景。目前，在全球各國的大力推動下，60 GHz無線通信技術(shù)已形成了兩大產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和三大技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但還存在一些技術(shù)難題，需要深入研究和逐步解決。相信隨著信息技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，60 GHz通信技術(shù)將在無線寬帶通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]周游,胡宗福,曾鳴.60GHz室內(nèi)天線位置優(yōu)化與天線選擇策略[J].通信技術(shù),2012,45(10):1-5.

ZHOU You, HU Zong-fu, ZENG Ming. On Separation Optimization and Antenna Selection of 60GHz In-building Antenna System[J]. Communications Technology, 2012,45(10):1-5.

[2]Daniels C,Heath W.60GHz Wireless Communications: Emerging Requirements and Design Recommendations .IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY MAGAZINE 2007(9):41-50.

[3]張瓊.60GHz毫米波短距通信的若干問題研究[D].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),2010,5.

ZHANG Qiong.Study on Some Problems of 60GHz Short Distance Communication [D].HE FEI:University of Science and Technology of China, 2010,5.

[4]陳磊，鄒淑華.60GHz短距離高速率微波在LTE中的應(yīng)用前景[J].電信技術(shù),2013(10):54-55.

CHEN Lei,ZOU Shu-hua. The Applications of 60GHz Short Distance High Rate Microwave Communication in the LTE Technology [J].Telecommunications Technology，2013,(10):54-55.

[5]王靜，楊旭，莫亭亭.60GHz無線通信研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].信息技術(shù)，2008(03):140-144.

WANG Jing, YANG Xu, MO Ting-ting. Status and Development of 60GHz Wireless Communications[J].Information Technology, 2008，(03):140-144.

[6]孫銳,閏曉星,蔣建國. 毫米波無線通信系統(tǒng)的技術(shù)與研究展望[J]. 電信科學(xué),2004(10):63-66.

SUN Rui, YAN Xiao-xing, JIANG Jian-guo. Millimeter-Wave Wireless Communication System: Technology and Research Prospects[J]. Telecommunications Science,電信科學(xué),2004,(10):63-66.

[7]彭曉明,卓蘭.60 GHz毫米波無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)綜述[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2012(12):48-52.

PENG Xiao-Ming, ZHUO Lan. Situation of 6O GHz Internal and National Standardization[J]. Information Technology & Standardization, 2012年,(12):48-52.

李紀(jì)舟(1967—),男，研究生，高級工程師，主要研究方向?yàn)樾畔⑻幚砼c通信技術(shù)；

鐘建強(qiáng)(1965—)，男，研究生，高級工程師，主要研究方向?yàn)樾畔⑻幚砼c通信技術(shù)；

王瑜(1983—)，男，學(xué)士，工程師，主要研究方向?yàn)樾畔⑻幚砼c通信技術(shù)。