消费者对 5G 毫米波 (mmWave) 等高频无线通信系统特别感兴趣，因为它们能够以极高的速度传输数据，并为现有无线通信系统提供升级的体验。尽管毫米波通信有许多优点，但使用它仍存在一些基本挑战。

德克萨斯 A&M 大学电气与计算机工程系的计算机工程博士生 Santosh Ganji 正在与他的导师 PR Kumar 博士合作，为 5G无线技术设计新颖的波束管理，以解决这些问题并提供可靠的解决方案用于毫米波通信。

Santosh Ganji 的技术无需任何额外设备即可在无线信号范围内进行测量。图片来源：Emily Oswald，德克萨斯 A&M 工程公司

当前的毫米波通信设备使用窄定向波束来保持连接，这意味着发射器和接收器必须不断调整其波束方向以在用户移动或四处走动时保持对齐。此外，人体会阻挡从手机信号塔到无线设备的毫米波通信链路。为了解决这个问题，发射器和接收器都必须保持从任何环境表面反射的备用非视线光束，以在阻塞期间保持链路。

包含这种波束适应和阻塞恢复的波束管理对于保持高频通信系统有效工作至关重要。

Ganji 开发了两种独立的毫米波光束管理协议。他的第一个项目是 BeamSurfer，它连续对齐蜂窝塔和无线设备使用的光束，使它们以最小的开销相互指向，并且不需要任何特殊的传感器。它还通过保持备用非视线光束来规避行人阻塞，该光束从内墙反射，以在阻塞期间保持连接。Terra 是他开发的另一款工具，它的功能相同，但专为户外环境而设计。

Ganji没有保持从内墙反射的非视线光束，而是利用地面作为反射表面。如果用户远离蜂窝塔或被永久阻挡，Terra 也会无缝地进行“切换”，即将用户切换到不同的蜂窝塔。

目前解决这个问题的研究利用摄像头或传感器来监控用户的位置，然后允许光束相互指向。但 Ganji 的技术无需任何额外设备即可在信号范围内进行测量。

“这些协议旨在用于当前的 5G 和未来的蜂窝技术，”他说：“我们预计我们的工作可以用于任何未来的定向通信系统架构。”