财经十一人|6G已经上路( 二 )

太赫兹频段（THz）

5G NR已经开始讨论在52.6GHz以上的频段工作，遵循这一趋势， 6G时代移动通信恐怕将不可避免地使用太赫兹THz频段。
但是实际使用THz频段，有一些必须克服的技术挑战，例如：
（1）本身的传播特性（严重的路径损耗和大气吸收）：需要针对室内和室外的场景建立适合THz的多径信道模型。
（2）芯片和射频器件：过去十年，研究者们致力于开发芯片级的太赫兹技术，现在基于InP、GaAs、SiGe、甚至CMOS技术已经在较低的THz频段产生了一些突破。但是在更高的THz频段，还需要进一步突破，以满足高效率、低能耗和低成本需求。
（3）天线和波束赋形：太赫兹意味着路径损耗的急剧增加。因此，需要超大规模的天线阵列来补偿路径损耗。另一方面，这会导致非常狭窄的细波束（类似于激光波束），因此如何优化波束赋形，以合理的成本和能效来提升系统的性能也非常重要。
（4）新的波形、信号、信道和协议：目前来看OFDM依然会是一个候选项，但是需要去探索新的备选波形，降低PAPR ，满足THz的硬件限制。另外，还需要开发合适的信号、信道和协议来有效地适配THz的各种操作。

新型天线技术

5G NR已经使用Massive MIMO技术，但是THz波段需要比毫米波更多的天线，因此会有更大的挑战，以下是一些可选项:
（1）基于超材料的天线和射频前端
第一种方法：将超表面透镜作为移相结构应用于天线阵列信号，施加直流偏置来调整波束方向，有助于锐化波束形状。

本文插图

第二种方法：超材料天线作为谐振天线，其自身辐射定向波束，与超表面透镜不同，它不需要一个带移相器的独立天线阵列。

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第三种方法：可重构智能表面（RIS），通俗的讲，智能表面可以改变电磁波的电磁特性，从而影响周围的传播环境。

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（2）轨道角动量（OAM）
1992年，科学家通过实验证实，光子具有轨道角动量OAM这一基本性质。
OAM通信研究的核心，是把轨道角动量这一尚未利用的电磁波参数用于通信。 OAM是电磁波在传播方向上在垂直平面上表示相位旋转的特性，相位旋转的次数称为OAM模式。不同的OAM模式相互正交，在同一频点上可传输多路正交信号，从而提升频谱效率和信道容量，这就是OAM复用技术：