5G通訊 6G 毫米波頻段 mmWave CEA-Leti 次太赫茲 天線 Backhaul sub-THz

CEA-Leti:D波段將為6G關鍵新頻譜

2020-05-12
隨著5G無線網路於全球的布建,研究單位已經將眼光放在6G。法國電子暨資訊技術實驗室(CEA-Leti)日前便與法國工程公司Siradel發表論文,表示毫米波(mmWave)頻段範圍(20GHz~300GHz)中的新頻譜—D波段(140GHz)將對6G無線通訊的發展產生重要影響,同時將實現於5G外的各種應用。

CEA-Leti科學家,同時也是論文共同作者Jean-Baptiste Doré表示,使用D波段無線通訊的挑戰包含自由空間的損耗,該損耗會隨著頻率平方而增加,需使用高增益天線進行補償,因此針對天線的指向性及校準予以嚴格限制。限制條件中包括對次太赫茲(sub-THz)波傳播的物理障礙、可以被牆壁或樹木甚至窗戶阻擋或強烈衰減等。但即使在無雜質的傳播路徑中也需要高增益天線,因此為了應對該挑戰,該機構正著手於設計具有高指向性和可電子操縱天線的技術。

雙方本次發表的論文原為6G無線峰會共同撰寫,主題為「D波段超越5G無線連接技術路線藍圖」,除了概述潛在應用及挑戰外,同時也介紹新頻譜中的應用場景,並針對現有矽技術對於構建6G規畫因而導致的限制予以權衡。文中指出,研究人員正在研議將這些系統用於5G之外的應用,包括高容量的回傳網路(Backhaul)、熱點設置站增強,以及短距裝置間的通訊。這些應用程序針對資料傳輸速度的要求(每單元/鏈路大於100Gbps)超過5G所及,且不受次太赫茲頻率施加的限制影響。

此外,為了正視現今CMOS技術無法生產次太赫茲應用所需,高頻電晶體元件的問題,CEA-Leti正著手針對應用研究,採用創新架構的優化RF電路設計及新材料跟元件,以利解決D波段及更高頻率的問題。Doré對此表示,針對裝置與裝置間的通訊,該機構利用空間多工性及簡單的RF架構便可達到多Gbps的產出量;同時,利用混合訊號、類比及數位訊號,使電晶體提供的所需功率被限制於微瓦,進而使得CMOS技術實現其可能性。

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