東南大學首席教授洪偉:自主產業鏈已然成熟 毫米波迎來商用元年
更新于:2025-04-11 17:55:15

C114訊 4月11日消息(岳明) 本週,由未來移動通信論壇、紫金山實驗室主辦的2025全球6G技術與產業生態大會在南京隆重召開。大會以"共築創新 同享未來"為主題,來自全球的6G領域的思想領袖、技術先鋒和產業領軍人物將再次齊聚金陵,共同探討6G技術創新與未來產業生態的發展藍圖。

在大會的成果發佈環節,FuTURE論壇毫米波工作組主席、東南大學首席教授、IEEE Fellow洪偉發佈了《6G非對稱毫米波太赫茲大規模陣列架構白皮書》,得到了行業廣泛關注。

洪偉在接受C114採訪時表示,頻譜是移動通信產業發展的寶貴資源,毫米波擁有豐富的頻譜資源,可以支援更高速率、更大容量、更低時延,在XR/VR、工業互聯網、通感一體、智慧家庭等諸多場景中擁有廣泛的應用前景。目前,我國毫米波產業在頻譜、標準、關鍵核心技術、產業鏈等方面都已經成熟,迎來了商用元年。

面向6G時代:毫米波技術愈發重要

洪偉指出,毫米波與太赫茲是無線通信、雷達、制導、遙感、智慧交通、射電天文等領域的共性使能技術。在移動通信的演進歷史中,5G第一次將毫米波列為關鍵技術之一,目前已開始商用。

面向6G時代100Gbps+的超高速率需求,技術演進將呈現雙軌突破:在頻譜維度將向中頻段、毫米波甚至太赫茲頻段拓展,突破傳統6GHz以下的頻譜資源瓶頸;在空域維度將採用大規模甚至超大規模陣列,同時生成幾十個甚至數百個波束實現超大規模空間複用。

此外,毫米波與太赫茲相較於低頻段,有更高的感知精度。於是,為適應未來6G通信與感知的需求,毫米波與太赫茲技術將扮演越來越重要的角色。

毫米波產業鏈已趨於成熟 支援大規模商用

洪偉表示,毫米波技術之前主要應用於國防軍工和射電天文等領域,近十幾年來在民用領域得到了廣泛的研究和應用。洪偉指出,近年來,國內外在毫米波太赫茲技術領域取得了豐富的研究成果,基本形成了從晶元到系統的完整的可實施的技術體系,可以支持規模商用。

在頻譜方面,今年年初,工業和資訊化部批複同意相關基礎電信企業使用26GHz頻段5G毫米波試驗頻率,支援其圍繞8K轉播、通感一體、高中低頻段協同組網等開展技術驗證,這也是工信部首次批複26GHz頻段試驗頻率,這為產業發展奠定了基礎。

在核心關鍵技術方面,洪偉認為,6G毫米波太赫茲研究中最重要限制在於核心晶元,目前國內已在該領域實現了突破,在與國內一線設備企業反覆運算開發過程中已經展現出國內產業聯合的優勢。

在產業鏈成熟度方面,成本一直是困擾毫米波規模應用的瓶頸。洪偉表示,得益於IC技術的快速反覆運算,毫米波相控陣晶元成本已經大幅下降,從最初的單通道幾百元下降到單通道不足一美元,完全可以支持大規模商用。尤其值得一提的是,毫米波波束成形晶元等已經實現國產化替代。

毫米波持續演進:希望在6G標準中佔據一席之地

洪偉指出,目前,5G毫米波基站有源天線單元(AAU)採用的是相控子陣與數位域波束成形相結合的混合波束成形大規模MIMO陣列架構,其每個二維毫米波相控子陣連接一路上下變頻器和ADC/DAC,然後在數位域再進行一次波束成形,這將導致波束調控自由度受限。因此實際部署中常常會捨棄數位域波束成形環節,以保持每個子陣波束的獨立調控能力,這樣做又會導致每個波束僅能獲得子陣增益,無法獲得陣列全口徑增益,結果是系統能效降低。

全數位波束成形陣列具備支撐數十至數百個併發數據流的能力,這將帶來系統容量的數量級提升。從性能上講,該架構是所有波束成形陣列中最佳的陣列架構,但其面臨的瓶頸同樣明顯:大量高速ADC、海量數據的即時處理導致系統複雜度、成本和功耗偏高。

為了克服上述瓶頸問題,東南大學於2018年提出了一種新的陣列架構,即:"非對稱全數位大規模波束成形陣列架構",在逼近對稱全數位波束成形陣列架構極致性能的同時,大幅度降低系統複雜度和成本,是一種次優的大規模波束成形陣列架構,"新架構可實現性能、複雜度、功耗和成本之間的良好平衡,希望能成為支撐實現6G通信願景的核心使能技術"。目前,非對稱毫米波大規模陣列架構已在國家重點研發計劃項目的支援下完成了試驗驗證,並得到眾多單位的參與和廣泛關注,後期將該架構作為物理層的核心架構之一積極向我國以及國際上6G標準化組織提交標準化建議。