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      面向6G愿景:毫米波太赫兹技术如何找寻“着力点”?
      通信产业网|2022-03-22 14:55:42
      作者:党博文来源:通信产业网

      【通信产业网讯】(记者 党博文)移动通信的每代发展,都是在向更高的频率发起挑战,面对6G愿景,毫米波与太赫兹技术已经成为必选项。

      3月22日,“全球6G技术大会”在北京正式召开,作为6G领域首个覆盖最为广泛、内容最为全面的国际大会,会议齐聚全球各个国家6G技术研究力量,全面展现6G技术研发的创新思路和最新成果,而其中有关6G毫米波与太赫兹技术备受业界关注。

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      6G是5G蜂窝技术的后继者,6G网络将能够使用比5G网络更高的频率,并提供更高的容量和更低的延迟,6G网络的目标之一是支持1微秒的延迟通信,这意味着比1毫秒的吞吐量快1000倍,而这也意味着6G有望支持每秒1 TB(Tbps)的速度。这种级别的容量和延迟将是空前的,它将扩展5G应用的性能,并扩展功能范围,以支持无线认知,感测和成像领域中越来越多的创新应用。6G的更高频率除了提供明显更好的吞吐量外,还将实现更快的采样速率。

      中国科学院院士、上海交通大学教授毛军发指出,6G要在三个维度对5G实现质的提升,即更多连接、更广覆盖、更大带宽,前两者可以通过补充基站数量等方式实现连接与覆盖不足的缺陷,然而面向6G的大带宽需求,唯有毫米波太赫兹技术才能实现目标。

      据悉,受香农限制的限制,业界已经很难大规模提高6G的频谱效率。未来的无线通信网络必须处理每条链路上几十甚至几百个Gbit/s的数据速率,这就需要在未分配的太赫兹(THz)频谱上使用载波频率。太赫兹波是指频谱在0.1~10 THz之间的电磁波,波长为30至3000微米。频谱介于微波与远红外光之间,在其低波段与毫米波相邻,而在其高波段与红外光相邻,位于宏观电子学与微观光子学的过渡区域。太赫兹作为一个介于微波与光波之间的全新频段尚未被完全开发,太赫兹通信具有频谱资源丰富、传输速率高等优势,是未来移动通信中极具优势的宽带无线接入技术。

      中兴通讯无线研究院射频系统高级工程师彭琳指出,6G的愿景和能力需求,驱动着我们去进一步开发空口资源,向更高的毫米波以及太赫兹的频段迈进,然而,毫米波和太赫兹的短板非常明显。毫米波和太赫兹的覆盖范围较窄,因此实现网络覆盖的布局密度可想而知,而布局增大的同时会带来严重的网络干扰问题,从而削弱频谱带来的容量提升和速率提升的优势,并且,毫米波太赫兹传播损耗是随着频率的增加和倍数的增加而增加的,也受大气影响,这都影响着后续场景的落地,而高频通信和高频增强的结合,或许有助于毫米波实现覆盖扩展和应用场景的拓展。

      由此可见,正是因太赫兹波独有的特性,使太赫兹通信比微波和无线光通信拥有许多优势,决定了太赫兹波在高速短距离宽带无线通信、宽带无线安全接入、空间通信等方面均有广阔的应用前景,但同时面临着多方面的挑战。

      谈及突破,华南理工大学教授薛泉认为,移动通信每一代的演进都伴随更高频率的使用,为突破应用瓶颈,首先我们应在如芯片、光线等硬件工艺实现技术提高,与此同时,以运营商、设备商为代表的通信提供商也要改变整个运营与商业的模式,或将未来的基站引入每一个场景或家庭中,紧贴网络与应用场景的重合。

      天津大学教授马凯学认为,从需求角度来看,5G时代对6G的需求无论从速度、流量密度、链接力度等均有更高要求,技术挑战可谓极具前瞻性和牵引性,与此同时,6G时代将要实现从万物互联向万物智联的迈进,其覆盖将从地面覆盖到空天地海一体化网络,从时间、频率、空间、资源的利用和复用,实现全方位无线通信性能的提升,而毫米波和太赫兹的优势是丰富的频谱资源和终端,但容易受到人体遮挡等大幅衰减影响,大带宽和高速率情况下,对于系统性能、灵敏度等都提出极大挑战,因此,围绕应用场景的匹配是毫米波和太赫兹的核心挑战。

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      责任编辑:党博文

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