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為下一代通信系統(tǒng)做準備的愿景和計劃

近期，三星發(fā)布了一份白皮書，闡釋了三星為6G（下一代通信技術(shù)）確保全球頻段的愿景。白皮書叫“6G頻譜：擴展前沿”，探討了獲取所需頻譜的方法，以實現(xiàn)三星在2020年7月初發(fā)布的白皮書中所描述的6G愿景。

“
我們很早就開始了解、開發(fā)和標準化6G通信技術(shù)。我們致力于分享研究成果，傳播我們的愿景，將下一個超連接體驗帶入生活的每一個角落。

——三星研究院執(zhí)行副總裁兼
高級通信研究中心負責(zé)人
Sunghyun Choi

”

6G頻譜：擴展前沿

6G將需要具有數(shù)百兆赫（MHz）至數(shù)十吉赫（GHz）的超寬帶連續(xù)帶寬的頻譜，以實現(xiàn)新服務(wù)，比如高保真移動全息圖和真正的沉浸式擴展現(xiàn)實（XR），其特點是超高速通信和大量數(shù)據(jù)。并且，對更大覆蓋范圍的需求也在不斷增加。針對這些要求，三星建議考慮所有可用的6G頻段——從1GHz以下的低頻段，到1-24GHz的中頻段和24-300GHz的高頻段。

三星還強調(diào)了為6G的商業(yè)部署確保新頻段的重要性，因為當(dāng)6G開始部署時，5G網(wǎng)絡(luò)仍在運行。7-24GHz的中頻段是一個可以支持更快數(shù)據(jù)速度和合理覆蓋的候選頻段。92-300GHz的亞太赫茲（sub-THz）頻段正被考慮用于支持超高速數(shù)據(jù)速率。

白皮書還提及，將用于3G、4G和5G網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有頻段重新分配至6G運營，是獲取6G所需所有頻譜的另一種方式。此外，白皮書指出，研究頻譜利用相關(guān)的前瞻性法規(guī)和技術(shù)，對于用有限的頻譜為6G和其他服務(wù)提供有效且靈活的支持至關(guān)重要。

6G候選技術(shù)最新研究結(jié)果

在發(fā)布6G頻譜白皮書的同時，三星還強調(diào)了一些對6G候選技術(shù)的研究結(jié)果，特別是關(guān)于亞太赫茲頻段通信、可重構(gòu)智能表面（RIS）、交叉雙工（XDD）、全雙工、基于AI的非線性補償（AI-NC）和基于AI的節(jié)能（AI-ES）。

亞太赫茲被認為是6G通信的候選頻譜，預(yù)計將支持高達1Tbps的數(shù)據(jù)速率，比5G網(wǎng)絡(luò)的20Gbps快50倍。2021年6月，三星成功展示了室內(nèi)15米距離的6Gbps數(shù)據(jù)速率；今年，展示了室內(nèi)30米距離的12Gbps和室外120米距離的2.3Gbps。

RIS可提升光束清晰度，并使用超材料（metamaterial）表面，將無線信號轉(zhuǎn)向或反射至所需方向。它能減少高頻信號（如毫米波）的穿透損失和阻塞。三星展示了RIS鏡頭技術(shù)，可將信號強度提升4倍，光束轉(zhuǎn)向范圍提升1.5倍。

在TDD系統(tǒng)中，通過在系統(tǒng)帶寬的一小部分中實現(xiàn)連續(xù)的上行鏈路傳輸，XDD可將上行鏈路信號的傳播距離提升2倍。因此，XDD能顯著增強經(jīng)常在高頻段使用的TDD系統(tǒng)的覆蓋范圍。三星展示了核心技術(shù)，即基站自干擾消除。

通過全雙工，數(shù)據(jù)傳輸和接收可在相同頻率同時進行，數(shù)據(jù)速率提升2倍。在基站和終端相距100米的情況下，三星在毫米波頻段進行了一次成功的全雙工試驗，展示了超過114分貝（dB）的自干擾消除和1.9倍的數(shù)據(jù)速率提升。

通過在接收端利用AI來補償發(fā)射器功率放大器非線性造成的信號失真，AI-NC可顯著改善高速率數(shù)據(jù)信號的覆蓋范圍和質(zhì)量。三星展示了高速上行鏈路數(shù)據(jù)的覆蓋率提升了1.9倍，給定覆蓋率的傳輸速度提升了1.5倍。

在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的情況下，AI-ES利用AI調(diào)整控制所選小區(qū)的電源開啟/關(guān)閉的參數(shù)，將基站的能耗降至最低。在一個基于真實數(shù)據(jù)的基站復(fù)制模擬中，三星應(yīng)用AI-ES展示了超過10%的節(jié)能效果。