為進一步推動5G毫米波的發展，10月12日，由GSMA主辦，信通傳媒·通信世界全媒體承辦，高通作為技術合作伙伴的以“釋放5G全部潛能”為主題的“5G毫米波產業高峰論壇”在北京麗晶酒店隆重召開。東南大學信息科學與工程學院教授/博導、電磁場與微波工程系主任陳繼新應邀出席大會并以“5G毫米波芯片與技術演進”為題發表了精彩的演講。陳繼新指出：“毫米波多通道芯片是5G、B5G/6G移動通信的核心器件，毫米波芯片隨著移動通信的進化而演進。”

毫米波與太赫茲頻段正成為關注的焦點

5G正式商用即將迎來一周年，同時5G下一個階段的關鍵技術也開始引起人們的關注。毫米波頻段作為5G部署的頻段之一，由于其高帶寬、低時延以及多方面優勢，將成為釋放5G潛能的重要抓手。

陳繼新表示：“隨著移動通信的發展進程，現在可把目光和焦點逐漸往更高的頻段去瞄準。”從整體的電磁波頻譜拓展開來看，在大的應用背景下，目前人類開發利用的頻段僅是冰山一角，但毫米波和太赫茲頻段處于電子學向光子學的過渡頻段，頻譜資源極其豐富，且在信息、生活、國防、航天等領域具有較高的學術和工程研究價值。GSMA預測，毫米波作為高速接入工業自動化、醫療健康、智能交通、虛擬現實等方面的核心使能技術，將在2035年之前對全球GDP作出6560億美元的貢獻，占5G總貢獻的25%。

但在5G演進過程中，5G對毫米波和太赫茲也提出了相應的需求。如在移動寬帶方面，5G毫米波單站速率從現有的20Gbps，提高到Tbps，在時延和連接密度方面，5G毫米波的需求都會需要進一步大規模的提升。此外，各類毫米波應用陣列化發展的趨勢對于多通道芯片的迫切需求。

陳繼新指出，現階段采用的混合式大規模MIMO架構，是一種折中的混合型架構，全數字架構在性能上會達到最優，但是考慮到當前器件實現的難度，特別是接收端多通道高速率的ADC和基帶處理器件的限制，全數字架構中的移相衰減單元放到了射頻通道。與此同時，當前5G毫米波芯片以射頻性能優化的硅基工藝為重點。

面向下一代通信的非對稱大規模 MIMO 架構

“我們在洪偉教授的帶領下和產業界的幫助下，除實現了達到國際水平的5G毫米波多通道波束成型芯片與上下變頻芯片，同時也將目光瞄準了下一代移動通信架構。”陳繼新介紹道，毫米波全數字大規模MIMO系統將是B5G乃至6G系統的最佳選擇。為有效降低毫米波全數字多波束陣列的復雜度、成本、可實現性，實驗室提出了非對稱毫米波大規模MIMO系統的概念。

陳繼新表示，非對稱大規模 MIMO 波束具有以下特點：

一是，發射和接收陣列波束不對稱。非對稱大規模 MIMO 波束采用全口徑，實現發射陣列高增益窄波束和接收陣列低增益寬波束，保持鏈路增益一致或更高。

二是，波束掃描范圍大。由于非對稱系統采用全數字多波束陣列架構，其波束掃描范圍與對稱全數字多波束系統一致，具有完全收斂性。

三是，DOA計算難度降低。在基站側，接收通道規模大幅度降低，例如，通道數從64減少為16。這將大幅降低硬件成本，尤其是針對寬帶信號的高精度ADC芯片和射頻通道，同時，這會大幅降低基帶信號的處理量和處理算法的實現難度。

四是，系統容量高。非對稱大規模MIMO陣列系統的波束數量可以支持更多的數據流，增加系統容量。

但是，毫米波非對稱大規模MIMO系統帶來優勢的同時，也將迎來相應關鍵技術的挑戰。如由于采用了非對稱的發射和接收陣列，導致上下行信道非互易，對此，與會期間，陳繼新也分享了可能的芯片解決方案。

毫米波芯片的架構隨著系統架構的改變需作出相應的改變。陳繼新表示：“如何應對這些新系統的挑戰，設計合理的架構，包括對應的芯片的實現，是我們東南大學毫米波國家重點實驗室當前面臨的非常關鍵的任務。此外，我們學校也非常希望更多的參與到毫米波產業化的進程，為我們國家5G毫米波的建設貢獻一份力量。”
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