法国CEA-Leti在毫米波波段中探索6G技术路线图

原标题：法国CEA-Leti在毫米波波段中探索6G技术路线图

[据美国半导体摘要网站2020年5月7日报道]随着世界各国纷纷着手部署第五代移动通信技术（以下简称5G）无线网络，法国原子能委员会电子与信息技术实验室(CEA-Leti)对第六代移动通信技术（以下简称6G）的发展进程进行了预测，认为6G的数据传输能力会远超5G。

毫米波波段的频率范围为20 GHz—300 GHz，其带宽可以实现超高数据速率通信，因此，毫米波有望成为6G无线通信的关键支持技术。法国CEA-Leti正在研究毫米波频率范围内D波段，这是一种或将在6G无线通信中起关键性作用的140 GHz频段。

6G无线通信峰会原计划于2020年3月召开，因新型冠状病毒的大规模爆发而取消。在一篇为此峰会撰写的论文中，法国CEA-Leti与法国工程公司指出，研究人员正考虑采用高回程容量、增强热点基站以及缩短设备距离等方式实现每个单元或链路大于100Gbps数据传输速度，这超出了5G的能力范围。此篇论文的题目为《利用D波段来超越5G无线连接的技术路线图》，它对上述富有潜力的应用以及实现这些功能所要面临的挑战都做了简要的说明。该论文还介绍了新频谱中的应用方案，并对方案要求与目前构建6G路线图所存在的硅技术限制之间的权衡展开了讨论。

“天线方向性与对准存在巨大限制”

法国CEA-Leti的科学家让·巴蒂斯特•多雷是此篇论文的作者之一，他表示：“使用D波段无线通信会遇到的挑战包括自由空间波传播损耗，这种损耗与频率的平方成正比，因而必须得用高增益天线来弥补，这便对天线方向性和对准带来了非常大的限制。”这些限制包括亚太赫兹波传播所存在的物理障碍（会被墙、树木甚至是窗户遮挡或造成传播能力的明显减弱）。哪怕是在没有障碍物的传播路径中，也需要用到高增益天线。为了应对这一挑战，法国CEA-Leti目前正在研发具有超高指向性与电子操纵天线的技术。

同时，亚太赫兹应用需要高频率的晶体管器件，而基于互补金属氧化物半导体技术（CMOS）的硅技术无法制造出高频器件。因此，为了能够顺利制造这些应用、新材料以及设备，法国CEA-Leti正研究利用创新式架构来优化无线电频率电路设计，解决D波段及更高频率所存在的问题。

近期，有两篇论文分别在2020年美国微波技术展以及射频集成电路专题研讨会上被采纳，它们分别与低噪声放大器以及用于频道绑定的可编程高阶倍频器有关。

让•巴蒂斯特•多雷表示：“在设备到设备的通信上，我们已经证明了利用空间复用技术以及一个简单的无线电频率架构就可以实现高数据吞吐量。主要的成果就是利用拟定的混合信号、模拟和数字信号以及晶体管提供的所需功率仅限为微瓦（10 -6瓦），这为我们采用CMOS技术提供了可能性。”

法国CEA-Leti已经开始6G关键使能技术的有关设计了。这项工作包括研究亚太赫兹频段的新材料与设备、经过增强的无线电频率互补金属氧化物半导体架构与天线系统，以及高性能数字处理技术。此外，这个实验室的团队也正在研究系统芯片和（或者）系统级封装的异构集成。（国家工业信息安全发展研究中心朱航琪）游戏网