【未来移动通信论坛】2025年6G毫米波非对称大规模阵列架构白皮书_150页_18mb

无线通信技术演进与创新

历史与基础

麦克斯韦方程组预测电磁波，赫兹实验验证，马可尼实现首次无线电通信。移动通信从1G模拟语音系统演进至5G大宽带、低时延网络，采用正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）技术。6G正向毫米波和太赫兹频段拓展，融合卫星通信实现全域覆盖。

技术架构

无线通信技术从单输入单输出（SISO）模式逐步发展到大规模MIMO和波束成形。波束成形技术包括模拟域（如射频移相）、数字域（全数字架构）和混合域方案。非对称全数字波束成形架构突破传统，支持更高数据流数，降低成本和功耗。

关键创新

• 提出非对称全数字波束成形阵列，实现发射端窄波束高增益和接收端宽波束覆盖，平衡性能与复杂度。
• 开发基于遗传算法的多波束优化，提升等效辐射功率（EIRP）和信干比（SIR），并引入带限预失真降低非线性干扰。
• 设计硅基毫米波和太赫兹芯片，如65nm CMOS多通道收发芯片，支持高集成度和宽带宽传输。

验证与应用

系统样机在室内外测试中验证：1波束传输速率达3.192 Gbps，6波束传输速率较对称系统提升50%，能耗效率提高53.8%。太赫兹实验支持QAM调制至64QAM，传输速率可达50 Gbps，应用涵盖视频传输和工业互联网。

未来展望

6G将融合卫星与地面网络、AI驱动的智能波束管理，并推进太赫兹通信标准化。技术挑战包括器件集成和频谱资源瓶颈，目标是实现超高速率、低功耗的泛在连接。