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聚焦6G重要关键使能技术 做好6G“必答题”

2024年4月18日 11:50  CCTIME飞象网  作 者:马秋月

飞象网讯(马秋月/文)4月18日消息,在“2024全球6G技术大会”之“高频段无线传输与器件”分论坛上,邀请了多位专家和教授围绕6G重要关键使能技术,试图找到成本、性能、公号平衡点,做好6G“必答题”。

论坛执行主席,东南大学首席教授、IEEE Fellow洪伟在致辞中表示,6G传输速率将会出现10倍提升,速率将会达到100Gbps。要想实现6G的超高速率和超大容量,从技术演进路径来看,有三种方式:第一,增加数据流,采用MIMO技术,比如在5G时代,就引入了大规模天线阵列;第二,采用高阶调制解调技术,但高频段本身很难支持非常高的调制解调技术;第三,增加带宽,引入更多的频谱资源,只有在毫米波和太赫兹等高频频段,拥有海量的频谱资源。对于6G而言,毫米波和太赫兹将是必选项。

东南大学首席教授、IEEE Fellow洪伟

香港科技大学集成电路设计中心主任、香港科技大学-高通联合创新及研究实验室主任、光学无线实验室主任俞捷(Patrick Yue)则从光网络角度对于高频无线传输进行了解读。俞捷指出 ,光通信和无线通信并不是对立或者没有交集的。事实上,光通信和毫米波同样都可以提供超大带宽能力,在某些应用场景中,是可以混合使用的,给用户到来更多的价值和更好的体验。光通信和毫米波的融合,依赖于高品质的无源器件,感应器、相变器等器件必须要在芯片层级实现联合封装,才能实现更好的产品性能,具备商业化的可行性。

哈尔滨工业大学教授赵先明在发言中重点介绍了亚太赫兹频段的研究进展与应用前景。赵先明表示,在6G空天地海的连接场景中,星间、星地、飞行器之间,飞行器和地面之间,都需要大容量、高速率、长距离的中继传输。从各种候选技术比较来看,亚太赫兹频段兼具自身的大带宽和低大气衰减的优良特性,随着各类高效的非线性补偿算法与空间分集增益算法的不断成熟,大容量长距离亚太赫兹通信将在不久的将来广泛应用,并在即将到来的6G时代中发挥举足轻重的作用!

哈尔滨工业大学教授赵先明

大规模阵列是提升网络系统容量和峰值速率的重要实现方式,其作用在毫米波和太赫兹应用场景中会愈发明显。针对毫米波超大规模阵列本身在系统功耗、成本、复杂度等方面的挑战,郝张成教授团队提出了毫米波非对称超大规模数字阵列解决方案,有力地解决了传统超大规模阵列的困难和挑战。在科技部重点研发计划支持下,郝张成教授团队构建了毫米波5G非对称数字多波束阵列样机,表现出独特技术优势。面向6G时代,郝张成教授认为,毫米波超大规模非对称数字多波束阵列同样是非常好的解决方案。

目前在100GHz到1THz的电磁波频段下缺乏大功率波源和探测器,这是众所周知的“太赫兹鸿沟”。深圳大学特聘教授、深圳大学太赫兹技术研究中心负责人、纳米束及太赫兹电子学实验室主任何文龙提出利用回旋行波放大器(Gyro-TWA)技术,这种放大器可以在其他放大器无法工作的频率下以高效率(30%)和大功率带宽运行,未来还可以扩展到1 THz以上,并以20%带宽工作。对于雷达、无线通信、脉冲电子顺磁共振(EPR)和脉冲动态核极化而言,这是一项潜在的颠覆性技术,有望为太赫兹技术带来质的飞跃。

电子科技大学教授陈智在论坛发言中指出,以6G为代表的移动通信技术标准的持续演进,为包括毫米波和太赫兹在内的高频通信带来了新的发展机遇。虽然拥有丰富的频谱资源以及超高的传输速率,但高频通信在功耗、覆盖能力和波束管理方面的短板同样明显。从覆盖角度来看,首先要解决传输问题,在支持高速传输的同时,降低基带信号处理的复杂度;在射频方面,不断提高其性能;要支持移动和远距离覆盖。

在向6G的演进过程中,毫米波和太赫兹技术的落地与应用非常重要,但这离不开集成电路的强力助推。南方科技大学深港微电子学院长聘教授刘晓光表示,从IC技术的发展路径来看,集成度越来越高,制程工艺越来越先进,但基于硅基的集成电路工艺还在不断地演进,特别是锗硅工艺,还远未达到理论上限。与此同时,高频段无源器件的尺寸越来越小,越来越适合集成,通过微加工和微组装的工艺,已经可以实现非常微小的结构。另外,无源器件还可以与有源产品进行异质集成,实现更复杂、性能更优的系统。

作为来自工业界的代表,中兴通讯射频系统架构高级工程师、6G射频技术专家段亚娟详细介绍了中兴通讯在6G关键技术研究领域的最新进展。在通感一体方面,中兴通讯提出了通感算控一体化概念,并推出了通感一体原型样机;在智能超表面(RIS)方面,中兴通讯已经实现了RIS与5G现网基站设备的结合,可以大幅提升网络覆盖、容量和传输速率;在新空口方面,针对全双工技术,中兴推出了第一代原型样机。段亚娟表示,射频芯片处于整个通信链路前端,和频谱密切相关,随着移动通信频谱不断向高频(毫米波/太赫兹)频段推进,射频芯片需要同时支持中高低全频段,这就对体积、功耗、成本提出了更高要求,特别是如何在高频段提升PA效率至关重要。

中兴通讯射频系统架构高级工程师、6G射频技术专家段亚娟

编 辑:马秋月
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