三星電子攜手加州大學聖塔芭芭拉分校 展示6G太赫茲無線通訊原型系統

on 18.06.2021
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探索6G無線通訊的太赫茲頻譜應用潛力

三星電子近日宣佈與加州大學聖塔芭芭拉分校(UCSB)攜手合作,共同展示6G太赫茲(THz)無線通訊原型系統。

 

來自三星研究院、三星美國研究院與加州大學聖塔芭芭拉分校(UCSB)的研究員,近期於美國電機電子工程師學會(IEEE)舉行的國際通訊會議(ICC 2021)太赫茲通訊研討會中,闡述太赫茲於新世代6G技術的潛在影響力,並透過全數位的波束成形解決方案,向外界示範端對端的140GHz無線鏈路。

 

三星資深副總裁暨三星研究院前瞻通訊研究中心主任,同時為IEEE會士(Fellow)的Sunghyun Choi表示:「三星長年引領5G6G的技術創新及標準化發展。如三星去年發表的6G願景白皮書所述,太赫茲的嶄新頻譜機會,將可驅動6G技術發展。因此,本次展示探索太赫茲頻譜使用於6G無線通訊應用的可行性,為重要的里程碑。」

 

太赫茲頻段具有龐大的頻譜資源,可運用高達數十GHz的寬頻通道;每秒數據傳輸速度可達Terabit等級,因此符合6G對效能的要求。於數據傳輸速率上,其峰值速率可達5G50倍,網路延時(over-the-air latency)可縮短至5G的十分之一。太赫茲因此可實現6G超連結服務和提供終極的多媒體享受體驗,例如延展實境(XR)、高度逼真的行動全像投影等。

 

▲16通道140 GHz相位陣列模組(中);雙通道140 GHz RFICs (左);128元件天線陣列(右)

 

研究員展示的端對端原型系統,含有一個16通道相位陣列的發射器與接收器模組,搭載CMOS(互補式金屬氧化物半導體)與RFICs(射頻積體電路),並含有一組基頻單元,可用於處理2GHz頻寬、快速可適性波束成形的訊號。於空中傳輸測試中,原型系統可於15公尺的距離內,實現6.2 Gbps的即時傳輸量,於太赫茲頻率上具備可適性波束的調控能力。

 

三星與UCSB研究員長久以來於太赫茲相位陣列模組開發的密切合作關係,為此項測試成功的關鍵。模組需先進的封裝技術,才能將研究測試晶片應用於大型陣列模組;三星開發的精準數位波束成形校準演算法,可供模組達到高增益的波束成形效果。

 

▲三星研究員:Wonsuk Choi、Shadi Abu-Surra與Gary Xu,以及太赫茲概念驗證系統

 

三星資深副總裁暨三星美國研究院標準與行動創新團隊總監,同時為IEEE會士的Charlie Zhang表示:「三星與UCSB一同克服重重的技術挑戰,開發新型THz概念驗證系統,用以探索6G應用案例與部署情境。三星與UCSB研究員將持續突破技術疆界,大步邁向6G和太赫茲通訊的未來願景。」

 

▲加州大學聖塔芭芭拉分校(UCSB)教授Mark Rodwell

 

而電機和電腦工程教授Mark Rodwell所主導的UCSB團隊,則受美國國家科學基金會(NSF)部分贊助,於2017年率先開發140GHz發射器和接收器RFIC

 

身兼IEEE會士,並榮獲IEEE桑納福獎(Sarnoff Award)、IEEE馬尼可論文獎(Marconi Prize Paper Award)的Mark Rodwell教授表示:「團隊貢獻先進毫米波(mmWave)技術知識,特別是100GHz以上的太赫茲頻譜,並聚焦於裝置和積體電路領域;三星則提供其於無線系統和蜂巢式網路領域的專業知識。」

 

三星於20207月發表《全民下一代超連結體驗》白皮書,勾勒6G通訊技術的未來願景-將下一個超連結體驗帶入生活的每個角落。為加速6G的研發腳步,隸屬於三星終端產品事業的前瞻研發中樞-三星研究院,於20195月成立「前瞻通訊研究中心」。

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