6G不僅僅是5G的演進。每一代蜂窩技術都是變革性的。4G 為移動互聯網注入活力，而 5G 將蜂窩通信擴展到智能手機之外。6G 將繼續將移動通信推向新的高度，超越傳統的蜂窩通信設備和應用程序。

與目前用于 4G 和 5G 的信息相比，6G 正在考慮的亞太赫茲 （THz） 頻率上可用的寬帶寬將能夠傳輸大量信息。這些頻率可以使虛擬現實 （VR） 和增強現實 （AR） 應用受益于沉浸式全息圖。

使設備能夠在亞太赫茲頻率下運行首先要研究和了解材料特性、半導體、天線，甚至是新的數字信號處理 （DSP） 技術。研究人員正在研究如何使用磷化銦 （InP） 和硅鍺 （SiGe） 等材料來開發高功率和高度集成的設備。幸運的是，大學、商業實體和國防工業多年來一直在研究和使用這些化合物半導體技術，并不斷推動提高頻率上限并改善噪聲和線性等其他領域的性能。了解系統性能是 6G 商業化行業面臨的主要挑戰之一。

6G新技術

以通信系統中的誤差矢量幅度 （EVM） 級別為例，這是用于評估復雜無線電調制方案的關鍵性能指標。它是無線電發射和接收鏈的噪聲和線性性能的函數。這一方面推動了 6G 系統組件和電路設計的許多方面。今天，6G 的幾個項目專注于設備和對低于太赫茲頻率的放大器、天線和濾波器等集成設備的噪聲水平的理解。

對更高數據速率的不懈需求推動行業向更高頻率發展，從而獲得更大的可用帶寬。這是幾代蜂窩技術的持續趨勢，最近的趨勢是將 5G 擴展到 24 和 71 GHz 之間的頻段，這有助于說明這部分 6G 研究可能采取的路徑。隨著使用頻率范圍 2 （FR2） 頻段的商用系統的推出，業界不斷改進技術，第三代合作伙伴計劃 （3GPP） 繼續推進該標準以幫助移動性、鏈路管理和電源管理。這一切都是由需要如此高數據速率的用例告知的。雖然“殺手級應用”可能還沒有出現，但對數據的日益增長的需求已經全面展開。

除了與射電天文學相關的一些實驗要求和細節外，監管機構尚未最終確定有關這些頻段的政策。然而，鑒于對此類短波長的系統集成的要求，測量和被測設備之間的互連只能通過三種方式實現：晶圓探針、波導或通過天線的空中 （OTA）。晶圓探測僅適用于暴露 IC 的驗證。波導矩形 （WR） 6.5 覆蓋 110 至 170 GHz 頻率；WR3.4 指 220 至 330 GHz 頻率；并且還提供許多現成的互連配件。對于OTA，至少在美國，聯邦通信委員會（FCC）已經開放了95到330GHz頻段進行實驗并為這些頻段提供實驗許可證。

對于這些頻率，只有一個標準可以適用于通用通信收發器規范，并且沒有使用該標準 （802.15.3d） 的商業系統。因此，一個很好的起點是探索可以在這些頻段使用的調制和編碼格式。

然后，您需要在 sub-THz 頻率下測試系統的性能。有許多挑戰需要解決，但可以分為以下幾類：

產生足夠的功率來克服半導體中更高的傳播損耗和限制。

天線設計和與發射器和接收器的集成。

設計具有盡可能低的噪聲系數的接收器。

整個可用頻段的高保真調制。

高速數字信號處理，以適應來自寬帶寬塊的高數據速率。

克服材料特性的物理障礙和降低系統中的噪音是您集中精力的重要方面。這就要求開發新技術以達到高頻以及數字化和測試和測量。研究亞太赫茲系統需要寬帶寬測試儀器。

圖 1提供了一個 sub-THz 測試臺示例，該測試臺能夠在稱為 H 波段的 220-330 GHz 頻率下執行測量。測試臺發射機具有一個模擬帶寬為 32 GHz 的多通道任意波形發生器 （AWG），可生成調制的直接中頻 （IF）、一個將 AWG 的 IF 信號轉換為 sub-THz 頻率的上變頻器，以及一個矢量信號發生器為上（下）轉換器提供低相位噪聲本地振蕩器（LO）。

測試臺還包括一個用于執行功率測量的功率計。在接收路徑上，下變頻器將 sub-THz 頻率帶入可測量的 IF，高性能多通道示波器將 IF 信號數字化。相同的測試臺可以通過對所需頻段使用不同的上變頻器和下變頻器來執行較低頻率的測量。

6G 信道表征

一旦你有了一個工作系統，你可能想要表征這些信號傳播的通道。信道探測研究在新型通信頻段的背景下尤其重要——特別是 6G 的亞太赫茲區域。需要信道探測特性，以便可以使用包含城市間反射器（如汽車、建筑物和人員）的無線電信道數學模型來設計收發器技術的其余部分。這包括調制方案、克服信道變化的編碼和前向糾錯 （FEC） 編碼。

圖 2為工作在 110-170 GHz 的 D 波段創建信道探測設置。資料來源：是德科技

圖 2顯示了 D 頻段（110-170 GHz）的信道探測配置。此設置還可以在這些頻率和更高頻率（140-220 GHz 的 G 波段）下執行 EVM 測量。相同的硬件設置，如圖 1 所示，可以通過添加信道探測信號生成和分析軟件來執行信道探測測量（圖 3）。

圖 3此信道探測測量設置在 144 GHz。資料來源：是德科技

需要注意的一個重要方面是接收器系統通常使用基帶處理來減輕信道損傷。定制測試系統接收器的現場可編程門陣列 （FPGA） 可以讓您在通過 OTA 通道傳輸寬帶寬信號的過程中評估實時基帶算法。

準備好應對 6G 了嗎？

實際的 6G 實施預計將在 2030 年出現。這聽起來可能很遙遠，但考慮到所需的技術改進，它需要那么長的時間并且比您想象的更快到達。6G研究進展順利。這項技術將擴展并遠遠超越 5G 的能力，標志著加速數字化和推動業務創新的無線新時代的開始。所以，現在參與其中還為時不晚。