9月14日，中國工程院院士、北京郵電大學(xué)教授張平在2023中國無線電大會(huì)主論壇上，作了題為《6G太赫茲高頻段通信》的專題報(bào)告。

張平院士指出，6G最重要的維度有兩個(gè)，一個(gè)是無所不在的連接，另一個(gè)是無所不在的智慧。我們可以看到移動(dòng)通信演進(jìn)的邏輯是這樣的，1G到4G我們需要頻段以提供更大的帶寬，到了5G要支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)增加了兩個(gè)通信維度。在6G又增加了兩個(gè)不同的場(chǎng)景，不僅是要支持陸地還要支持空間，要跟人工智能結(jié)合起來，這是它的主要特征，在這方面國際化的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)啟動(dòng)。要從毫米波發(fā)展到太赫茲，我們要把這個(gè)頻段的物理特性和建模傳統(tǒng)搞得非常清楚，并在這個(gè)基礎(chǔ)上構(gòu)建信道算法和應(yīng)用。

國內(nèi)外對(duì)太赫茲有很大的研究熱情。ITU 、IEEE、IMT-2030等標(biāo)準(zhǔn)化組織已設(shè)立多個(gè)任務(wù)組，初步劃分了多個(gè)太赫茲通信頻段；地面通信和非地面通信應(yīng)用都在不斷推動(dòng)太赫茲通信從器件、信道、算法、組網(wǎng)、應(yīng)用多維度全面演進(jìn)。從國內(nèi)外的研發(fā)情況看，有兩條主要路線：固態(tài)混頻電子學(xué)方法與光輔助太赫茲技術(shù)。其優(yōu)缺點(diǎn)也很明顯：傳輸速率提升大，但傳輸距離和應(yīng)用仍受限。目前美國加州大學(xué)歐文分校研制的太赫茲系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸峰值速率達(dá)到20Gbps，我國電子科技大學(xué)做出了220GHz 20Gbps實(shí)時(shí)通信樣機(jī)，華為做出了220GHz 20Gbps 3.6公里通信樣機(jī)。

當(dāng)前6G太赫茲技術(shù)存在以下主要挑戰(zhàn)：一是信道測(cè)量與建模，6G 關(guān)鍵技術(shù)對(duì)6G 頻譜規(guī)劃提出了更多的需求；二是超高頻器件性能，超寬帶基帶信號(hào)的發(fā)送和接收需要突破；三是超高速基帶處理，太赫茲通信傳輸速率高、頻帶寬、射頻非理想性突出，對(duì)超寬帶信號(hào)采樣、高速基帶信號(hào)處理、基帶數(shù)字電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)帶來極大的挑戰(zhàn)；四是超高效組網(wǎng)技術(shù)，6G 組網(wǎng)向著智簡(jiǎn)、開放、綠色方向演進(jìn)，太赫茲通信波束窄，移動(dòng)場(chǎng)景下終端將發(fā)生頻繁切換，波束管理的精確性和實(shí)時(shí)性也更具挑戰(zhàn)，難以適配6G 網(wǎng)絡(luò)的智簡(jiǎn)化需求。

當(dāng)前，我們離實(shí)現(xiàn)太赫茲無線通信還有距離，要在基礎(chǔ)方面做研究。太赫茲信道研究，是太赫茲通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研發(fā)和評(píng)估的基礎(chǔ)和前提。在太赫茲信道測(cè)量平臺(tái)方面，要基于時(shí)域相關(guān)原理，利用三維高精度自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，搭建太赫茲信道測(cè)量平臺(tái)，開展多頻段、多場(chǎng)景的太赫茲信道測(cè)量。在太赫茲信道特性方面，開展了220-330 GHz短距離場(chǎng)景太赫茲路徑損耗測(cè)量與建模研究，彌補(bǔ)目前 100 GHz 以上太赫茲信道研究的缺失頻段?；诤撩撞ā⑻掌澏囝l段信道測(cè)量，揭示了太赫茲信道多徑分布的稀疏性，提出基于簇功率非均勻分配的稀疏性模型，以修正標(biāo)準(zhǔn)模型的不足。

經(jīng)過二十年積累凝聚，自2007年以來，我們持續(xù)更新發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)信道模型仿真平臺(tái)，在 ITU 網(wǎng)站公開共享，支撐全球高校、企業(yè)開展移動(dòng)通信技術(shù)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)。我們?cè)谌蚴装l(fā)了6G信道模型仿真平臺(tái)BUPTCMG-6G（BUPT ChannelModelGenerator 6G），于2023 年 6月，與合作伙伴中國移動(dòng)一起，支持 6G先進(jìn)技術(shù)和特性所需，已被下載200余次。

6G 太赫茲技術(shù)演進(jìn)有以下幾個(gè)方向：一是高速大帶寬信號(hào)采樣，二是低復(fù)雜度基帶信號(hào)處理，三是太赫茲-智能反射面一體化技術(shù)。

張平院士指出，太赫茲通信作為現(xiàn)有空口傳輸方式的有益補(bǔ)充，被認(rèn)為有可能應(yīng)用于全息通信、超大容量數(shù)據(jù)回傳等超高速傳輸需求場(chǎng)景。太赫茲通信技術(shù)仍面臨著在核心器件不足、算法實(shí)時(shí)性差、組網(wǎng)復(fù)雜度高等挑戰(zhàn)。雖然國內(nèi)多家研發(fā)單位已完成了固態(tài)電子類和光電結(jié)合類太赫茲通信樣機(jī)的研制和驗(yàn)證，但在實(shí)時(shí)性、空間復(fù)用、功耗、通信距離等方面還需突破。太赫茲通信應(yīng)用落地需求仍待探索，需要不斷突破各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，逐步明確太赫茲通信技術(shù)路線，以及大力促進(jìn)太赫茲通信產(chǎn)業(yè)化成熟發(fā)展。

相關(guān)知識(shí)

院士視角丨中國工程院院士張平：深入開展6G太赫茲高頻段通信技術(shù)研究
6G：新一代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)及展望丨中國工程院院刊
太赫茲迎爆發(fā)風(fēng)口！6G通信重要核心技術(shù)，布局龍頭全梳理
太赫茲產(chǎn)業(yè)新進(jìn)展：空天院實(shí)現(xiàn)超寬帶偏振態(tài)調(diào)控，開啟多領(lǐng)域應(yīng)用新篇章
英國利茲大學(xué)教授張志強(qiáng)來院開展學(xué)術(shù)講座
中科院副院長(zhǎng)張亞平院士蒞臨理想科技考察指導(dǎo)
6G光無線通信感知一體化，拓展無線通信頻譜新邊界
中國工程院院士孫寶國到訪天佑德 指點(diǎn)中國白酒發(fā)展趨勢(shì)
最新科學(xué)研究：“太赫茲”熱療真的能延長(zhǎng)壽命嗎？
突破性高頻低能耗開關(guān):6G通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

網(wǎng)址: 院士視角丨中國工程院院士張平：深入開展6G太赫茲高頻段通信技術(shù)研究 http://www.u1s5d6.cn/newsview1515440.html