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聚焦6G重要關(guān)鍵使能技術(shù) 做好6G“必答題”

2024年4月18日 11:50  CCTIME飛象網(wǎng)  作 者:馬秋月

飛象網(wǎng)訊(馬秋月/文)4月18日消息,在“2024全球6G技術(shù)大會(huì)”之“高頻段無線傳輸與器件”分論壇上,邀請(qǐng)了多位專家和教授圍繞6G重要關(guān)鍵使能技術(shù),試圖找到成本、性能、公號(hào)平衡點(diǎn),做好6G“必答題”。

論壇執(zhí)行主席,東南大學(xué)首席教授、IEEE Fellow洪偉在致辭中表示,6G傳輸速率將會(huì)出現(xiàn)10倍提升,速率將會(huì)達(dá)到100Gbps。要想實(shí)現(xiàn)6G的超高速率和超大容量,從技術(shù)演進(jìn)路徑來看,有三種方式:第一,增加數(shù)據(jù)流,采用MIMO技術(shù),比如在5G時(shí)代,就引入了大規(guī)模天線陣列;第二,采用高階調(diào)制解調(diào)技術(shù),但高頻段本身很難支持非常高的調(diào)制解調(diào)技術(shù);第三,增加帶寬,引入更多的頻譜資源,只有在毫米波和太赫茲等高頻頻段,擁有海量的頻譜資源。對(duì)于6G而言,毫米波和太赫茲將是必選項(xiàng)。

東南大學(xué)首席教授、IEEE Fellow洪偉

香港科技大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)中心主任、香港科技大學(xué)-高通聯(lián)合創(chuàng)新及研究實(shí)驗(yàn)室主任、光學(xué)無線實(shí)驗(yàn)室主任俞捷(Patrick Yue)則從光網(wǎng)絡(luò)角度對(duì)于高頻無線傳輸進(jìn)行了解讀。俞捷指出 ,光通信和無線通信并不是對(duì)立或者沒有交集的。事實(shí)上,光通信和毫米波同樣都可以提供超大帶寬能力,在某些應(yīng)用場(chǎng)景中,是可以混合使用的,給用戶到來更多的價(jià)值和更好的體驗(yàn)。光通信和毫米波的融合,依賴于高品質(zhì)的無源器件,感應(yīng)器、相變器等器件必須要在芯片層級(jí)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合封裝,才能實(shí)現(xiàn)更好的產(chǎn)品性能,具備商業(yè)化的可行性。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授趙先明在發(fā)言中重點(diǎn)介紹了亞太赫茲頻段的研究進(jìn)展與應(yīng)用前景。趙先明表示,在6G空天地海的連接場(chǎng)景中,星間、星地、飛行器之間,飛行器和地面之間,都需要大容量、高速率、長距離的中繼傳輸。從各種候選技術(shù)比較來看,亞太赫茲頻段兼具自身的大帶寬和低大氣衰減的優(yōu)良特性,隨著各類高效的非線性補(bǔ)償算法與空間分集增益算法的不斷成熟,大容量長距離亞太赫茲通信將在不久的將來廣泛應(yīng)用,并在即將到來的6G時(shí)代中發(fā)揮舉足輕重的作用!

哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授趙先明

大規(guī)模陣列是提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量和峰值速率的重要實(shí)現(xiàn)方式,其作用在毫米波和太赫茲應(yīng)用場(chǎng)景中會(huì)愈發(fā)明顯。針對(duì)毫米波超大規(guī)模陣列本身在系統(tǒng)功耗、成本、復(fù)雜度等方面的挑戰(zhàn),郝張成教授團(tuán)隊(duì)提出了毫米波非對(duì)稱超大規(guī)模數(shù)字陣列解決方案,有力地解決了傳統(tǒng)超大規(guī)模陣列的困難和挑戰(zhàn)。在科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持下,郝張成教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了毫米波5G非對(duì)稱數(shù)字多波束陣列樣機(jī),表現(xiàn)出獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)。面向6G時(shí)代,郝張成教授認(rèn)為,毫米波超大規(guī)模非對(duì)稱數(shù)字多波束陣列同樣是非常好的解決方案。

目前在100GHz到1THz的電磁波頻段下缺乏大功率波源和探測(cè)器,這是眾所周知的“太赫茲鴻溝”。深圳大學(xué)特聘教授、深圳大學(xué)太赫茲技術(shù)研究中心負(fù)責(zé)人、納米束及太赫茲電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任何文龍?zhí)岢隼没匦胁ǚ糯笃鳎℅yro-TWA)技術(shù),這種放大器可以在其他放大器無法工作的頻率下以高效率(30%)和大功率帶寬運(yùn)行,未來還可以擴(kuò)展到1 THz以上,并以20%帶寬工作。對(duì)于雷達(dá)、無線通信、脈沖電子順磁共振(EPR)和脈沖動(dòng)態(tài)核極化而言,這是一項(xiàng)潛在的顛覆性技術(shù),有望為太赫茲技術(shù)帶來質(zhì)的飛躍。

電子科技大學(xué)教授陳智在論壇發(fā)言中指出,以6G為代表的移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)演進(jìn),為包括毫米波和太赫茲在內(nèi)的高頻通信帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。雖然擁有豐富的頻譜資源以及超高的傳輸速率,但高頻通信在功耗、覆蓋能力和波束管理方面的短板同樣明顯。從覆蓋角度來看,首先要解決傳輸問題,在支持高速傳輸?shù)耐瑫r(shí),降低基帶信號(hào)處理的復(fù)雜度;在射頻方面,不斷提高其性能;要支持移動(dòng)和遠(yuǎn)距離覆蓋。

在向6G的演進(jìn)過程中,毫米波和太赫茲技術(shù)的落地與應(yīng)用非常重要,但這離不開集成電路的強(qiáng)力助推。南方科技大學(xué)深港微電子學(xué)院長聘教授劉曉光表示,從IC技術(shù)的發(fā)展路徑來看,集成度越來越高,制程工藝越來越先進(jìn),但基于硅基的集成電路工藝還在不斷地演進(jìn),特別是鍺硅工藝,還遠(yuǎn)未達(dá)到理論上限。與此同時(shí),高頻段無源器件的尺寸越來越小,越來越適合集成,通過微加工和微組裝的工藝,已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)非常微小的結(jié)構(gòu)。另外,無源器件還可以與有源產(chǎn)品進(jìn)行異質(zhì)集成,實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜、性能更優(yōu)的系統(tǒng)。

作為來自工業(yè)界的代表,中興通訊射頻系統(tǒng)架構(gòu)高級(jí)工程師、6G射頻技術(shù)專家段亞娟詳細(xì)介紹了中興通訊在6G關(guān)鍵技術(shù)研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展。在通感一體方面,中興通訊提出了通感算控一體化概念,并推出了通感一體原型樣機(jī);在智能超表面(RIS)方面,中興通訊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了RIS與5G現(xiàn)網(wǎng)基站設(shè)備的結(jié)合,可以大幅提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量和傳輸速率;在新空口方面,針對(duì)全雙工技術(shù),中興推出了第一代原型樣機(jī)。段亞娟表示,射頻芯片處于整個(gè)通信鏈路前端,和頻譜密切相關(guān),隨著移動(dòng)通信頻譜不斷向高頻(毫米波/太赫茲)頻段推進(jìn),射頻芯片需要同時(shí)支持中高低全頻段,這就對(duì)體積、功耗、成本提出了更高要求,特別是如何在高頻段提升PA效率至關(guān)重要。

中興通訊射頻系統(tǒng)架構(gòu)高級(jí)工程師、6G射頻技術(shù)專家段亞娟

編 輯:馬秋月
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