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无线创新的步伐越来越快，从而在全球范围内实现了更快、更灵敏、更可靠的互联。无线通信行业已经准备就绪，迎接多个系统中的重大技术变革。为提高数据吞吐量，蜂窝通信从 4G 升级到 5G，而卫星通信提供商则在太空建设网络，志在为全球每一个角落提供高速通信。无线工程师希望在技术层面实现突破，从而最大限度提高系统吞吐量，打造稳健的链路和数据处理能力。对于无线系统物理层而言，关键技术涉及更大的带宽、更高阶的调制方案以及无线系统中的多天线技术。

更大的信号带宽

由于可供分配的频谱有限，标准开发组织希望在更高频段提供更大带宽。例如，5G 新空口（NR）Rel-15 中规定的频率范围 2（FR2）为 24.25 GHz 至 52.6 GHz，最大信道带宽为 400 MHz。Rel-16 在 5 GHz 和 6 GHz 频率范围引入了免许可频段。到 2022 年年中，3GPP Rel-17 将把免许可频段的频谱范围扩展到 71 GHz。

卫星通信为电视、电话、宽带互联网业务和军事通信提供连通性。卫星可以在 L 频段到 Ka 频段之间许多频段运行。国际电信联盟（ITU）将 W 频段中的 71 至 76 GHz 以及 81 至 86 GHz 分配给了卫星业务。商业卫星运营商希望在这些频段获得更大带宽。2021 年 6 月 30 日，一颗搭载 W 频段无线发射机的卫星成功发射上天。在不远的将来，我们有望见证 W 频段的更多商业项目。

毫米波频段可提供更多可用带宽。大带宽可以实现高吞吐量数据和低时延，但增加的带宽也会带来更多噪声，从而影响系统性能。无线工程师需要管理宽带通信的噪声问题。除了产生更多系统噪声外，在更高频段扩大带宽还会给设计和测试带来路径损耗、频率响应和相位噪声等其他挑战。

更高阶的调制方案

更高阶的调制方案能够在不增加信号带宽的情况下提高数据速率，而各符号间隔更近，从而对噪声也更敏感。随着调制密度增加，器件需要更好的调制质量。表 1 列出了 3GPP Rel-16 技术规范 38.141 中针对 5G NR 基站规定的误差矢量幅度（EVM）要求。3GPP 也在考虑采用对设计和测试裕量有更严格要求的 1,024 QAM。

表 1. 5G NR 基站发射机测试中的调制质量要求。