中山大學電機工程學系天線實驗室蔡智宇表示, 為達到5G行動通訊系統的發展指針, 行動終端在任何時間, 地點, 個人體驗的傳輸速率必須達到1 Gbit/s. 目前可達到的技術可分成兩種, 一是6GHz以下的高維度MIMO天線系統, 二是毫米波頻段的高增益數組天線系統.
由於毫米波頻段的波長遠比6GHz以下的波長短, 使得能量在自由空間中的衰減速度明顯變快, 且在用戶手握裝置的時候, 訊號很容易因接收不良而斷訊, 這些物理限制是如今必須克服的一大挑戰. 相較於毫米波頻段, 目前中山大學的相關研究已驗證, 6GHz以下的高維度MIMO天線系統的實際可行性. 該系統無論在一般室內環境, 戶外環境或者用戶手握等場景下, 傳輸速度皆能達到Multi-Gbit/s的表現.
由中山大學自行開發的多天線高維度MIMO天線系統是以3.4~3.6GHz為主要測試頻段, 在終端裝置上, 該單位也自行研發出手機8, 12天線實用設計, 其配置構想是在發射端與接收端之間, 配置多個MIMO天線, 並進行至少8個接收通道同時的數據傳輸.
此一結合了5G天線系統與手機實用設計的研究成果說明, 當手機內建MIMO 12天線, 應用於12×8 MIMO系統時, 在256QAM調變與100MHz頻寬下, 數據吞吐量的實測結果約為3.8 Gbit/s, 頻譜效率約為38 bps/ Hz. 此實驗結果證實, 手機採用MIMO多天線, 確實能達到Multi-Gbit/s的傳輸速率. 雖當用戶手握雙頻MIMO 8天線與身體阻擋時, 將使得接收端的八路通道訊雜比降低, 不過, 在16 QAM調變與100 MHz頻寬下, 3.5/5.8 GHz雙頻帶的吞吐量仍可達約1.8 Gbit/s
上述實驗結果顯示, 6GHz以下的高維度MIMO天線系統確實有助於提高頻譜效率, 並大幅提升數據的傳輸速度, 且在用戶手握或身體阻擋時, 傳輸速度也皆能維持Multi-Gbit/s的表現, 因而將是很有潛力達成5G發展指針的技術.