通信技术行业：面向6G的全息超表面通信技术

随着5G 技术的规模化商用,全球通 信产业正加速向第六代移动通信(6G) 演进。6G 的重要突破方向之一是实现沉 浸式全息移动通信,突破传统通信在空间 维度与感官体验上的限制,支持超大规模 用户的高精度三维数据实时交互。这一愿 景对无线通信系统提出了超高传输速率、 超低时延、超低功耗的严苛要求,迫切需 要能够同时实现高方向性增益、精细波前 调控与高能效传输的新型天线技术。在这 一技术背景之下,全息超表面技术通过将 光学全息原理引入微波频段,采用亚波长 密集排布的超材料辐射单元和串行馈电架 构,突破了传统相控阵的半波长间距限制 与并行馈电的结构瓶颈,在提升电磁调控 能力的同时,大幅削减了硬件成本与功耗 开销,有望成为支撑6G 沉浸式全息移动 通信的物理层重要使能技术。

    本白皮书对全息超表面技术的总体发 展动向进行了系统分析,分别从理论维度、 技术维度、实现维度和应用维度展开论述。 针对理论维度,白皮书从全息超表面的技 术内涵入手,对全息超表面调控机理进行 了深入探讨,揭示了亚波长密集阵列带来 的电磁信息论新特性。针对技术维度,白 皮书对可重构全息超表面串行传输方案设 计、等效孔径全息波束赋形、多波束全息 图样线性叠加、宽带码本设计与波束训练 以及互耦效应下的波束优化等关键技术进 行了详细阐述。针对实现维度,白皮书介 绍了基于可重构全息超表面的毫米波通信 系统样机设计,并展示了相关实验验证结 果,展示了该技术在实际系统中的性能表 现。针对应用维度,白皮书对全息通感一 体化、低轨卫星地面终端、无人机低空经 济等支撑沉浸式全息移动通信的典型应用 场景进行了前瞻性介绍与分析。

    通过以上几方面的探讨与论述,本白 皮书力图从全息超表面技术研究、标准化 及产业推动的角度,对该技术在6G 沉浸 式全息移动通信系统中的发展潜力进行预 判并对其技术演进方向进行展望。与此同 时,我们期望偕同产业界和学术界以此为 契机,着眼于更为广阔的未来,通过产学 研用的深入合作,共同推进全息超表面技 术与相关产业的进一步发展。