為確保美國在無線技術領域的領導地位，美國國家科學基金會所做出的努力不會止步于5G。為此，該基金會出資5000萬美元， 與聯(lián)邦通信委員會、國防預先研究計劃局（DARPA）、國家標準與技術研究所以及國家電信與信息管理局等機構合作開發(fā)“高級無線研究平臺”（PAWR）項目。此外，該基金會最近發(fā)布了一個關于農(nóng)村寬帶測試區(qū)域的建議征詢書（RFP）。其目標是建立4個城市規(guī)模的測試平臺，每個平臺最終將以虛擬的方式進行連接，成為無線研究的共享創(chuàng)新實驗室。這些測試平臺旨在對所開發(fā)的系統(tǒng)進行試驗， 加速開發(fā)有前景的技術并實現(xiàn)商業(yè)化。

“高級無線研究平臺”項目將超越5G并延伸到其他類型的無線網(wǎng)絡，通過該項目，能夠了解未來幾代無線通信網(wǎng)絡。該項目已經(jīng)在猶他州鹽湖城、北卡羅來納州羅利和紐約建立了測試平臺，旨在通過在頻譜、設備、網(wǎng)絡和應用各個層面開展開放和靈活的試驗來支持新興網(wǎng)絡的出現(xiàn)。該項目還將通過測試新穎的頻譜使用方式來幫助解決頻譜稀缺的問題。“高級無線研究平臺”項目是智慧城市和社區(qū)戰(zhàn)略的一部分，將有助于塑造無線網(wǎng)絡的未來。

“高級無線研究平臺”項目目前包括三個不同的平臺：開放式無線數(shù)據(jù)驅動試驗研究平臺（POWDER）； 城市部署中云增強的開放軟件定義的移動無線測試平臺（COSMOS）；以及高級無線的空中試驗和研究平臺（AERPAW）。

開放式無線數(shù)據(jù)驅動試驗研究平臺（POWDER）

POWDER將在全市部署400多臺軟件定義無線電，用于構建無線網(wǎng)絡。該平臺試圖創(chuàng)建隨時隨地可用的頻譜，通過先進的天線技術將無線網(wǎng)絡的速度提高100倍， 開發(fā)政府和私人授權商之間的雙向共享頻譜，創(chuàng)建可抵抗干擾和攻擊的安全無線網(wǎng)絡，并發(fā)展節(jié)能和持久的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡。該平臺的愿景是在復雜的現(xiàn)實環(huán)境中實時實現(xiàn)靈活和敏捷的頻譜共享。這將解決目前的頻譜使用方式所面臨的許多挑戰(zhàn)。

POWDER大規(guī)模地探索多輸入多輸出技術，將能力從目前的64個元件擴展到數(shù)百個天線元件。網(wǎng)絡的速度將與天線的數(shù)量成正比。然而，當把天線數(shù)量增加一倍時，需要進行的數(shù)學計算就會增加四倍。POWDER系統(tǒng)將使用256根天線，提供的帶寬是目前5G網(wǎng)絡的8倍。未來，將計劃建造一個帶有512個天線的系統(tǒng)，促使數(shù)據(jù)傳輸速度達到目前5G網(wǎng)絡速度的16倍。

城市部署中云增強的開放軟件定義的移動無線測試平臺（COSMOS）

COSMOS平臺的架構側重于超高帶寬、低延遲的無線通信，并與邊緣云計算緊密結合。該測試平臺將部署在曼哈頓北部，包括40~50個先進的軟件定義無線電節(jié)點和光纖網(wǎng)絡。通過登錄一個基于web的門戶網(wǎng)站，研究人員將能在COSMOS測試平臺上運行遠程試驗，該門戶網(wǎng)站將提供各種用于試驗、測量和數(shù)據(jù)收集的設施。其主要目標是在高于20千兆赫的高頻波段即毫米波上進行測試。這些頻段有可能在不造成廣泛干擾的情況下提高速度。此外，它們還可以用于開發(fā)雷達視覺，為汽車提供掃描周圍環(huán)境的能力，這比目前使用的激光雷達掃描成本更低。

高級無線的空中試驗和研究

平臺（AERPAW）

AERPAW項目有望對移動系統(tǒng)（如地面車輛和自主無人機）所需的無線通信能力進行研究。通過支持三維、高機動性和多樣化的場景試驗，AERPAW將對增強社區(qū)的無線聯(lián)網(wǎng)能力以及進一步開發(fā)創(chuàng)新型應用程序至關重要。

AERPAW是“首個此類空中無線試驗平臺”，旨在加速無人機系統(tǒng)與國家空域的整合。它還將為無人機平臺提供新的高級無線功能，比如用于快速部署無線連接的飛行基站。

無人機和無人車都有可能成為通信放大器，以增加無線通信網(wǎng)絡的帶寬和信號覆蓋。它們還可用于快速部署通信網(wǎng)絡。例如，如果一場自然災害或恐怖襲擊摧毀了某一特定地區(qū)的所有基站，可將無人系統(tǒng)作為通信基礎設施進行部署。由于當前網(wǎng)絡無法任意移動，其調整能力有限，這些移動節(jié)點還可以作為中繼來增強現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡。

AERPAW可以讓首批應急人員在任何需要的地方部署網(wǎng)絡，以節(jié)約成本，甚至挽救生命。早在2014年，一些研究項目就已經(jīng)演示了使用可快速部署的基于無人機的無線終端來增強首批應急人員的通信能力。有了移動網(wǎng)絡，應急人員可以隨身攜帶先進的網(wǎng)絡，而不必依賴全國或地區(qū)的先進網(wǎng)絡。此外，AERPAW還可支持在偏遠地區(qū)使用增強現(xiàn)實技術，并在沒有固定的路邊基礎設施的情況下實現(xiàn)車對車的通信。

下一步，“高級無線研究平臺”項目將專注于在農(nóng)村地區(qū)推進無線通信的技術。這項工作旨在以一種有效和經(jīng)濟的方式向農(nóng)村用戶提供快速、低延遲和可靠的寬帶服務?？偟膩碚f，該項目已經(jīng)取得了進展。例如，POWDER平臺已經(jīng)可以通過固定節(jié)點進行操作。其移動節(jié)點將在未來幾個月部署，整個系統(tǒng)將在2021年3月投入使用。