国家标准与技术研究所 罗德尼·莱恩哈特、亚历克·韦斯和珍妮·昆比与NIST武士公司合作，这是一个便携式测量系统，以前所未有的精度支持5G无线通信设备的设计和可重复的实验室测试
信用:锤子/NIST 美国国家标准与技术研究所(NIST)的工程师开发了一种灵活的便携式测量系统，支持第五代(5G)无线通信设备的设计和可重复的实验室测试，在各种信号频率和场景下具有前所未有的精度
该系统被称为武士，是入射角不确定性合成孔径测量的简称
该系统是第一个提供5G无线测量的系统，其精度可以追溯到基本的物理标准——这是一个关键特征，因为即使是微小的误差也会产生误导性的结果
武士也足够小，可以运输到现场测试
手机、消费者无线网络设备和公共安全收音机等移动设备现在大多工作在3千兆赫以下的电磁频率，天线向各个方向均匀辐射
专家预测，5G技术可以通过使用高于24千兆赫的更高“毫米波”频率和高度定向、主动改变天线模式，将数据速率提高一千倍
这种有源天线阵列有助于克服这些高频信号在传输过程中的损耗
5G系统还可以同时通过多条路径(所谓的空间信道)发送信号，以提高速度并克服干扰
许多仪器可以测量定向5G设备和通道性能的某些方面
但是大多数人都专注于在有限的频率范围内收集快速快照，以提供频道的总体概况，而武士则提供详细的描述
此外，许多仪器体积太大，会使毫米波信号的传输和接收失真
在八月的一次会议上描述
7，人们期望武士能帮助解决围绕5G使用有源天线的许多悬而未决的问题，例如当高数据速率同时通过多个信道传输时会发生什么
该系统将有助于改进理论、硬件和分析技术，以提供准确的信道模型和高效的网络
NIST电子工程师凯特·雷姆利说:“武士提供了一种成本有效的方法来研究许多毫米波测量问题，因此这项技术将被学术实验室和仪器计量实验室所采用。”
“由于其对标准的可追溯性，用户可以对测量结果有信心
该技术将允许更好的天线设计和性能验证，并支持网络设计
" 武士测量信号的频率范围很广，目前高达50千兆赫，明年将扩展到75千兆赫
该系统之所以得名，是因为它通过一个网格或虚拟的“合成孔径”来测量多个点的接收信号
“这允许在三维空间重建入射能量——包括到达信号的角度——这受到许多因素的影响，例如信号的电场如何从传输路径中的物体反射
武士可以应用于各种任务，从验证有源天线无线设备的性能到测量金属物体散射信号环境中的反射信道
NIST的研究人员目前正在使用武士开发毫米波频率的工业物联网设备测试方法
基本组件包括发射和接收信号的两个天线、产生无线电传输和分析接收的精确定时同步仪器，以及将接收天线定位到形成合成孔径的网格点的六轴机械臂
该机器人确保准确和可重复的天线位置，并在三维空间中跟踪各种接收模式，如圆柱形和半球形
各种小金属物体，如平板和圆柱体，可以放置在测试装置中，以表示建筑物和其他现实世界中信号传输的障碍
为了提高定位精度，一个由10个摄像头组成的系统还被用来跟踪天线，并测量散射信号的信道中物体的位置
该系统通常连接到一个5英尺×14英尺(1
5米乘4米
3米)
但是这种设备足够便携，可以在移动现场测试中使用，也可以移动到其他实验室环境中
无线通信研究需要实验室测试和现场测试的结合，实验室测试受到很好的控制，有助于隔离特定影响并验证系统性能，现场测试则捕捉一系列现实条件
测量可能需要几个小时才能完成，因此(固定)通道的所有方面都会被记录下来，以供以后分析
这些值包括环境因素，如温度和湿度、散射物体的位置以及测量系统精度的漂移
NIST团队与科罗拉多州戈尔登市科罗拉多矿业学院的合作者开发了“武士”
研究人员已经验证了基本操作，现在正在将机器人手臂不必要的反射、位置误差和天线方向图引起的不确定性纳入测量中
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