在5G网络继续向世界各地推广的同时，研究人员和工程师已经在展望新一代移动网络，即6G。6G网络的关键因素之一是超越毫米波（mmWave）频谱，进入太赫兹（THz）频谱。太赫兹频谱肯定会开辟更多的带宽，但如果移动网络能够利用这一频谱，将需要解决一些技术挑战。

美国国家仪器公司的首席软件工程师和集团经理Walter Nitzold说："6G网络中的太赫兹通信的载波频率较高，其传播条件甚至比毫米波传输更难。这些高衰减可以通过专门定制的天线设计来克服，以产生各自的天线增益与铅笔状波束。"

正是在这些新型天线和网络硬件的设计中，美国国家仪器公司（NI）正与世界各地的研究人员携手合作，努力使6G成为现实。

向太赫兹发展的挑战并不限于天线。为太赫兹频率设计射频集成电路带来了额外的障碍，因为波长落在集成电路的尺寸范围内，给设计方法带来进一步的限制。

由于像CMOS这样的技术似乎只能扩展到140GHz，导致在多个GHz的带宽上元件的线性度和发射输出功率（TX功率）的问题。此外，对基带处理和铅笔状光束的快速和精确的光束管理的要求将成为一个具有挑战性的研究领域。

开发太赫兹试验台

如果解决这些问题的研究要取得成功，就需要建立一个具有高性能、实时能力的新一代测试平台。由于太赫兹试验台因路径损失而有范围限制，最初的试验台将限于基于实验室的设置，大多由简单的短距离组件组成，如角形天线。

然而，一旦在测试平台上的大规模部署成为现实，高带宽的使用情况将对后端的吞吐量提出额外的要求，特别是当测试平台试图建立一个具有分布式太赫兹节点的分解无线接入网络（RAN）结构时。这些将需要用光纤连接来单独服务。

由于突破性的技术变革，太赫兹试验台的投资成本将变得更大，这就要求许多合作伙伴之间进行强有力的合作，共同完成这项工作。

NI正期待着用其亚太赫兹和毫米波收发系统（MTS）来解决这些测试平台问题，该系统提供了一个灵活、高性能的平台，为高频研究和原型设计展示真实世界的结果。

模块化的系统结构可以被配置为满足各种使用情况，建立在一个共同的组件集上。LabVIEW参考实例为信道探测和物理层IP实验提供了一个起点，同时允许用户修改IP以进行新领域的研究。多FPGA处理架构实现了真正的实时系统，不需要离线处理，并具有2GHz的实时带宽，实现了双向通信链路的空中（OTA）原型。

NI方法的优势在于灵活和可扩展的模块化硬件和软件平台，这个平台适合调整以适应测试平台的不同需求，例如，与新的射频前端以及其他组件的接口。

Nitzold说，NI的方法的另一个好处是纳入了行业标准的功能分割，这允许在测试平台中进行分布式部署，并灵活地实现不同的用例。此外，NI专注于通信链路的实时处理，在接近现实的场景中展示理论上的收益。

所有这些最终将使人们有可能进入太赫兹频谱并获得更大的带宽。

太赫兹系统将允许新的机会和应用，如沉浸式虚拟现实，移动全息图，无线认知，以及通过雷达和通信的可能结合，以前所未有的精度感知环境的可能性。

太赫兹通信甚至有可能用专用的点对点传输取代光纤电缆。这也将使设备内部通信的新方式成为可能。