中山大学电机工程学系天线实验室蔡智宇表示, 为达到5G行动通讯系统的发展指针, 行动终端在任何时间, 地点, 个人体验的传输速率必须达到1 Gbit/s. 目前可达到的技术可分成两种, 一是6GHz以下的高维度MIMO天线系统, 二是毫米波频段的高增益数组天线系统.
由于毫米波频段的波长远比6GHz以下的波长短, 使得能量在自由空间中的衰减速度明显变快, 且在用户手握装置的时候, 讯号很容易因接收不良而断讯, 这些物理限制是如今必须克服的一大挑战. 相较于毫米波频段, 目前中山大学的相关研究已验证, 6GHz以下的高维度MIMO天线系统的实际可行性. 该系统无论在一般室内环境, 户外环境或者用户手握等场景下, 传输速度皆能达到Multi-Gbit/s的表现.
由中山大学自行开发的多天线高维度MIMO天线系统是以3.4~3.6GHz为主要测试频段, 在终端装置上, 该单位也自行研发出手机8, 12天线实用设计, 其配置构想是在发射端与接收端之间, 配置多个MIMO天线, 并进行至少8个接收信道同时的数据传输.
此一结合了5G天线系统与手机实用设计的研究成果说明, 当手机内建MIMO 12天线, 应用于12×8 MIMO系统时, 在256QAM调变与100MHz带宽下, 数据吞吐量的实测结果约为3.8 Gbit/s, 频谱效率约为38 bps/ Hz. 此实验结果证实, 手机采用MIMO多天线, 确实能达到Multi-Gbit/s的传输速率. 虽当用户手握双频MIMO 8天线与身体阻挡时, 将使得接收端的八路信道讯杂比降低, 不过, 在16 QAM调变与100 MHz带宽下, 3.5/5.8 GHz双频带的吞吐量仍可达约1.8 Gbit/s
上述实验结果显示, 6GHz以下的高维度MIMO天线系统确实有助于提高频谱效率, 并大幅提升数据的传输速度, 且在用户手握或身体阻挡时, 传输速度也皆能维持Multi-Gbit/s的表现, 因而将是很有潜力达成5G发展指针的技术.