北卡罗来纳州被命名为5G创新热点

超高速的速度满足了无与伦比的响应能力。这就是第五代(5G)无线网络的前景。现在，北卡罗来纳州是推动5G创新的最新枢纽。

今年早些时候，研究三角地区被选为该国第三个先进无线研究设施的所在地。这是由美国国家科学基金会(NSF)领导、美国Ignite和东北大学联合协调的探索改善无线通信途径的全国性努力的一部分。

在接下来的七年里，美国国家科学基金会和一个行业联盟将投资1亿美元，在全国范围内建立下一代无线研究平台。我们的目标吗?加速有前途的技术的发展和商业化，确保我们国家在无线通信领域的领导地位，并为明天的劳动力做好准备。

盐湖城和纽约市是第一个接受NSF资助的城市高级无线研究平台(PAWR)倡议。现在，Triangle加入了这个团队，并获得了一项为期5年的2400万美元的赠款，称为先进无线空中实验和研究平台，或AERPAW。

AERPAW将在罗利和卡里建立三个新的实验基地，将成为第一个研究5G技术和无人驾驶飞机融合的无线研究平台。

那么，什么是5G?

对无线通信的下一个大型飞跃打招呼。

每一种蜂窝网络技术都代表了我们如何通信的转换 - 而5G没有任何不同。第一代引入模拟语音呼叫。2G带来了美国短信，3G技术允许移动应用程序和网络浏览。然后4G更快地使一切顺利，使服务如视频流等。

展望未来，5G有三个主要特征，有潜力解锁前所未有的功能。

对于一个，网络预计将是十次快而不是今天的4G。

这个速度将与接近零延迟。延迟是在设备上发送和接收信息之间所需的时间。事实上，预计5G设备几乎实时沟通，只有一毫秒的滞后。相比之下，平均人的反应时间更接近150毫秒。

我们也可以连接更多的设备在一次。到明年，专家们预计将会达到连接设备2000亿在全球范围内。5G的高速、高带宽网络将支持这一增长，为更多智能技术打开大门。

凭借速度和响应能力的强大结合，5G必将彻底改变我们的无线系统。这对我们的经济和不断增长的物联网有重大影响。现在，在北卡州立大学校园里的发现可能有助于铺平道路。

PAWRful平台

Aerpaw的补助金支持创建一个实验网络平台来推动无线创新。

三个试验点——基本上是户外实验室——将在三角地区建立起来。每个地点都经过了战略性的选择，允许研究人员和企业将他们的想法在各种现实世界的场景中进行测试。

Cary的一个位点将提供一个郊区环境，湖惠勒田地实验室附近的网站将为农村环境提供农村环境，纳斯百年百年校园内的一个是一个城市环境。

“5G是一个非常复杂的技术系统，拥有许多全新的技术组件，包括以前从未用于蜂窝电信的无线电频率，”北卡罗来纳州立大学电气和计算机工程副教授、该项目的主要研究员Ismail Guvenc说。

他补充说:“需要进行广泛的实验，以了解在这些频率下的无线电通信在不同的地形上工作的良好和可靠程度。”“到目前为止，这种交流都是地对地的。但现在已经不是了。”

AERPAW是全国首个将5G研究与另一个成熟的探索领域——无人机——结合起来的平台。

今天的传统网络使用固定节点来使4G信号能够连接到无线设备。AERPAW将允许研究人员使用移动节点进行实验，这具有能够在移动时从用户设备传输和接收无线电波。

这些移动节点将放在包括汽车，公共汽车，高尔夫球车和群体的车辆上。但他们也将达到自动无人机的新高度。

“在Aerpaw平台上，无人机和5G集成为互利，”信息技术MARC HOIT的NC州副校长表示。“无人机通过提供增加的覆盖率和连接来支持5G;通过提供改进的信号和位置数据，5G正在支持无人机。“

不过，这些无人机并不是流行的遥控玩具的美化版。AERPAW的设计者们设计并制造了每一台设备，每一台设备上都装有一台功能强大的计算机，可以为其编写特定任务的程序。因此，无人机基本上可以自己飞行。

“设计可编程的Aerpaw无人机允许我们指示它多次飞行完全相同的路线，收集和传输无线数据，以确保电气计算机工程教授Mihail Sichitiu Mihail Sichitiu说，这是对科学实验非常重要的重复性在NC状态和项目上的CO-PI。

“我们对多种商业无人机的事先经验 - 以及我们对豁免认证的FAA条例和流程的了解 - 使我们成为将这种可编程无人机纳入Aerpaw平台的完美地位，”加入托马斯Zajkowski，Ac-PI和航班运营经理在运输和研究所教育。

开创5G的未来

从自动驾驶汽车到农作物，水本身，大量的真实解决方案位于5G和无人机的交叉点。和NC国家研究人员准备探索他们。

AERPAW平台将在以下领域产生新的见解:

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连接

5G是第一个拥有连接不断增长的物联网所需带宽和速度的网络——从你家中的智能设备到整个工业智能工厂。

该网络也可以解决足球粉丝和节日人士的讨厌问题。AERPAW将用移动塔主持实验，即可在短短三分钟内组装，可以加强拥挤区域的信号。这些热点可用于无线连接到自然灾害站点的包装体育场。

交通管制

该平台有潜力为自主无人机开发和成熟的算法，可以帮助飞行员在他们的视线之外可靠地飞行设备，并允许根据FAA法规改进空中交通管制。

交付

在5G信号改善的支撑下，无人机总有一天会实现安全、按需的包裹递送。

重要的医疗用品，比如除颤器，甚至血液，都可以用无人机在医院里运送。今年早些时候，WakeMed在罗利校区全国第一家医院试行这样的计划

行业领导者已经在努力在闪光灯中删除您的购物清单的无人机送货服务。今年11月，UPS和CVS药房启动一个程序通过商业无人机向客户提供处方药。它在北卡罗来纳州Cary的CVS位置驾驶，计划在未来几个月扩展。

救灾

在自然灾害发生后，无人机和5G的结合可以为受灾地区提供快速、可靠的救援，并帮助拯救生命。

无人机可用于在大规模紧急事件中空投医疗物资。移动5G节点和发射塔(可以根据需要快速定位)可以帮助受害者和急救人员，否则他们可能在紧急情况后失去手机连接。

利用5G的响应能力还可以让医生在不容易到达的地区通过视频聊天向急救人员提供实时指示。

智能农业

你可能听说过智能家庭，但5G可能会让智能农场变得更强大。在未来，嵌入数千个传感器的农田可以收集样本，并向智能农业技术报告指标(如土壤质量)。然后，这些数据可以用来做出优化决策，提高作物产量。

启用5G的无人机也可能发挥作用。在膨胀领域飞行，这些设备可以智能地决定在他们去时收集最有价值的数据。

自动车辆

北卡罗来纳州立大学的教员们计划研究车与车之间的通信，这一研究领域将有助于减少事故并加速自动驾驶技术的发展。

在5G世界中，我们的日常通勤可以由自动驾驶汽车网络提供动力，能够在不需要持续人工干预的情况下安全地实时连接和沟通。

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虽然AERPAW的结果可能是变革性的，但平台本身也是一种开创性的努力。

“可编程无线电、可编程无人机、可编程网络——所有这些都在一个嵌入现实世界的户外试验台中，所有这些都将以安全、可预测的方式远程访问到全国范围内的研究人员。这是一项艰巨的任务，”Rudra Dutta说，他是北卡罗来纳州立大学计算机科学的联合首席研究员、教授和临时副主任。“我们正在仔细选择最先进和最实用的技术，使AERPAW设施的行为完全符合我们的意愿。”

一个社区的努力

将这一5G愿景变为现实，需要来自学术界、政府、业界和我们的社区的利益攸关方的参与。

Aerpaw的实验平台将看到公司领导，企业家，公民组织及以后的协作，以将研究变成现实世界的应用。从公共服务到前沿产品的一切都可以在这些测试网站中找到它们的根源。

“AERPAW不仅仅是一个平台。这是一个由技术专家、政策制定者、企业家和其他变革推动者组成的复杂生态系统的集合地。“我们将举办研讨会、教程和技术峰会，将这些利益相关者聚集在一起。”

本地合作伙伴部署该技术包括Cary，Raleigh市和N.C.运输部。纳邦国家将在Chapel Hill，Purdue大学和南卡罗来纳大学的北卡罗来纳大学，与密西西比州大学，文艺复兴时期计算研究所（Renci）的无线研究中心和研究人员密切合作。

AERPAW的实验场地将在2020年9月1日之前准备好进行初步实验，并在未来两年内配备完整的预想范围的实验设备。

在后期阶段，场地可以扩展到Wake Forest镇、Holly Springs镇、Koka Booth圆形剧场和Wilson市。

校长兰迪·伍德森说:“北卡州立大学致力于有益于我们社区的开创性研究。”“我们很高兴与我们的公共和私人合作伙伴合作，以推进无线通信和无人机交互。”

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