太赫兹波将成为下一代无线技术的关键组成部分

IEEE电气电子工程师 2019-04-30 3758

描述

这可能是布鲁克林5G峰会的第六年，但在几位发言者心目中，2019年也是6G的元年。本年度峰会由诺基亚和纽约大学无线研究中心（NYU Wireless）主办，为期四天，涵盖了5G的方方面面，包括部署、经验教训以及接下来的发展。

今年的会议意味着开始了对太赫兹波的初步研究。一些研究人员认为，太赫兹波将成为下一代无线技术的关键组成部分。在先后相邻的两个演讲中，德累斯顿大学教授Gerhard Fettweis和纽约大学无线研究中心创始人兼主任Ted Rappaport谈到了太赫兹波的潜力。

这里对太赫兹波作个入门级的简介。太赫兹波在电磁波谱中占据了300千兆赫到3太赫兹的波段。这意味着其频率高于5G将使用的最高频率（也就是毫米波，其频率在30GHz至300GHz之间）。

在Fettweis的演讲中，他讨论了太赫兹波和6G在解决5G的一些问题上的潜力。他指出了前几代无线技术所建立的趋势：1G为我们提供了移动电话，2G则在此基础上进行了扩展，并解决了其前任的一些缺陷。3G和4G也是如此。现在我们将进入5G时代，预计5G将支持物联网和AR/VR等许多新应用。Fettweis表示，6G将与2G和4G相似，起到纠正前一代技术的缺陷的作用，这一点是很自然的。

至于太赫兹波究竟会纠正什么，这在很大程度上仍是未知的。世界各地的服务提供商目前才开始推出他们的移动5G网络，要找出5G的不足之处还需要时间。即便如此，太赫兹波的物理特性指明了它们能提供帮助的一些一般方法。

如前所述，太赫兹波比毫米波波长短，频率高。这表明太赫兹波应该能够更快地传输更多数据，尽管它们不能传播得那么远。一般来说，这意味着将太赫兹波引入移动网络可以解决5G无法提供足够高的数据吞吐量或足够低的延迟的问题。在Fettweis的演讲中，他透露了他们的试验结果，太赫兹波能够以每秒1Tb的速度将数据传输20米的距离（是的，这个距离一点也不远）。

但即使这些结果你认为不那么令人印象深刻，也不会阻止Rappaport看好太赫兹波。他就太赫兹波的未来做了一个非常认真的演讲，因为太赫兹波与6G有关，而且我敢说，也与7G有关。Rappaport是毫米波领域的开创性研究者之一，在证明毫米波可以用于5G网络方面发挥了重要作用。他认为，凭借这些频率以及蜂窝技术的进一步改进，我们总有一天会看到具有人脑计算能力的、价格上千美元的智能手机。

当然，在这一点上，所有这些都是高度猜测性的，但如果过去的趋势继续下去，我们可以预期从现在起的十年内服务提供商会在具有许多设备或大量数据的领域利用太赫兹波进行通信。这一切都要归功于今天正在进行的基础研究。

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