2011年11月3日，“2011中国无线世界暨物联网大会”在北京新世纪日航饭店正式召开。
主持人：下面有请清华大学电子工程系博士后肖振宇先生给我们做演讲。
肖振宇：大家好，我们开篇讲毫米波技术，最后篇也是回到毫米波技术。我本人是清华大学电子系的博士后，刚刚听了前面几位讲60GHz，前面几位都是从自己公司角度宣传自己的成果，我们第一个从高校角度谈一谈60GHz毫米波技术，谈谈它的机遇和挑战。第二个感受就是我结合我们高校目前进展，觉得压力很大，我们离国际上先进公司确实还有很大差距。
首先做一个简单个人简介，我是02-06年华中科技大学电子与信息工程系学士学位本科，06-2011年清华大学电子工程系，硕士与博士学位。研究方向是MMWave，WPAN/LINK，WBAN，UWB，WPAN，PHY，MAC研究、系统实现、芯片研制。介绍一下我们课题组的老师，主要是葛宁教授、曾烈光教授，金德鹏副教授，合作老有王燕教授还有张志军教授。
先介绍60GHz毫米波的特点，总结一下它所遇到机遇和挑战，最后介绍清华大学在这部分的初步研究状况，介绍一下国家对这部分的支持情况，最后是总结。
首先看它的技术特点，60GHz频段处于大气衰减窗口，他在这样的点有一个比较高的衰减点，这样的特性来看并不适合于中远距离传输。还有一个特点就是大容量，因为我们知道在全球各个国家他有高于五个Ghz连接，发射功率限制很宽松，一般就是大于10dBm，这个意义来讲他应该是具有潜在比较大容量。他还有一个特点，定向传输于小体积，刚刚我们提到他相对2.4G和5G赫兹来讲它的衰减很大，有多出20DB衰减，要用定向天线弥补，60G赫兹频段是比较高的频点，便于小尺寸的相控阵天线。
我们现在谈一下它的机遇，为什么60GHz现在能够吸引越来越多的关注，首先是CMOS的进步，把这个放到以前60GHz不会引起那么多关注，我们要实现芯片化拿CMOS很难做到，工艺尺寸越来越降低，到65纳米、45纳米、，我们使用CMOS实现60GHz成为可能。60GHz第一家Fabless半导体芯片公司，这样一套系统面临问题就是功耗很大，09年在ISSCC发表了一个文章。他们这个Amplifier达到18.6dBm，这是非常不错。一般功耗发射功率是10dBm，他们这个满足了基本需求。这是它的第一个机遇，第二就是应用方面个人通信与数字家庭需求崛起。个人消费电子产品日新月异，有智能手机、笔记本电脑、平板电脑等等很多东西层出不穷。数字家庭咸菜日益复杂，电视机、机顶盒、影碟机、音响，希望线越来越少，甚至是无线。无线高清显示需求日渐增长，无线IO，无线连接以及无线显示对我们来讲非常重要。这些应用就催生高速的个域网。
这是苹果做的事情，iWireless这样的接口，苹果做消费电子的领头羊，如果用高速的iWireless就可以给我们提供非常多的应用。最近出的苹果TV，他留的接口非常说，预留高速无线接口。竞争对手来讲，高速体制，面对直接竞争就是UWB WPAN，他是受阻它的市场并没有取得成功。很多因素，可以看到在要达到十米这样的距离，他面临很大压力。所以说由于它的发射功率限制比较低，无线信道复杂。
第四从行业现状看一下机遇，标准组织来讲对于60GHz给予非常高度关注，特别是Wigig和Wi-Fi联盟联合起来推广这个技术，对业界来讲是非常可靠的事情。应用定位与Wi-Fi产品兼容，使得它的市场有比较好的前景。相比两个国际标准来讲，这个Wigig标准更有前途。产品界、学术界、国内多给他相关支持力度。产品化方面，IBM和MTK很早宣布他们产生支持15.3C标准芯片组。Sibeam已经推出其针对无线高清视频传输第三代芯片组。QualcommAtheros与Wilocity共同合作研发AR9004TB芯片组，三模WIFI。学术研究，许多大学、公司已经开展关于MMWave，WPAN关键技术研究，这些研究主要集中RF关键部件，定向随机接入协议。
60GHz毫米波技术面临着非常或的机遇，同时他也面临着很多挑战。第一个挑战就是来自PHY方面，我们知道天线设计是非常困难，我们要做到小尺寸、高增益天线，对它的波束赋性也有比较大挑战，还有RF设计，高频点，大带宽。RF影响消除必然会存在很多非影响的因素，如何做一个影响消除，还有其他方面。对接收站来讲，接收功率动态范围非常大。由于他要支持Gbps均衡器与译码器，器件始终受限，要做到低功耗、低成本，超高速信号处理。
MAC方面，我们提到基于竞争机制这样一个接入协议非常抵消，如何设置一个高效定向随机接入协议，也是很有意思的问题。定向通信模式下传统载波侦听是失效的，定向通信特别也可以使得他采用空分复用增加网络吞吐量，多跳机制，解决遮挡问题等等。
刚刚说了一下挑战，现在介绍一下我们清华大学研究状况，首先介绍一下国家与清华大学对60GHz毫米波的支持情况。国家早在前几年就有973恩研究毫米波在器件方面特性，在去年的时候列了863重大专项，支持《毫米波与太赫兹无线通信技术开发》。2011年清华大学支持了自主科研项目《60GHz毫米波天基信息传输系统关键技术研究》，2011年有很多新的基金，北邮周老师还有刘老师拿到自然科学基金，对60GHz毫米波有比较好的支持。还有企业合作项目，总体来讲国家对于毫米波技术，政府、企业、基金委、高校对60GHz毫米波有比较好的支持，看到比较好的前景。
重点介绍一下毫米波与太赫兹无线通信技术开发这个项目基本情况，是863项目，有五个课题，2011年1月-2013年12月。分为五个课题，其中有两个课题是60GHz毫米波技术相关，一个是毫米波与太赫兹总体技术与高速基带信号处理技术研究第二是60GHz射频CMOS芯片研制。其他三个是太赫兹。他们总体就是开发CMOSRF芯片，研究高增益天线。要研究低功耗，高速的基带信号处理核心技术与平台。最后实现3Gbps短距窝无线通信实验验证系统。希望推动国家标准制定，实现60GHz与太赫兹技术重大突破，达到国际先进水平。目前来讲我们离这个国际先进水平差距非常远。
我们清华大学擦与课题是60GHz射频CMOS芯片与模块研制，参与单位是东南大学、清华大学、中科院上海微系统所，支持年限2011年1月-2013年12月。基本内容是采用65纳米CMOS公益射频CMOS核心收发芯片，开发满足60GHz实验系统需求射频模块，高集成阵列天线关键技术。这是基本指标，通信频段59-64GHz。
介绍一下初步研究成果，这里是整个IF频率方案，做到60G，这里采用一个除2和乘2，月24G上变频可以达到60G。这是初步频率方案，这是设计的一个LNA，这是LNA一个指标，采用是90纳米工艺。PA做到这样的指标也是90纳米工艺做的，他这个Psat还没有达到10个dBm水平。这是频率分频器，采用ILFD技术，这是他的实测结果。这是VCO，这是基本的测试结果，调节范围是22-26，他要做24G这样的锁相环，锁相环只是进行了仿真，刚刚投片，没有拿过来，这是仿真得到一个结果。在天线分娩是采用LTCC工艺做的阵列天线，我们这个相位是作为固定波束宽度，尝试用这个作为一个定向方向的可行性。这是初步的测试结果，这个增益是13的dBm。
介绍一下我们在基带开发成果，60GHz也是特殊超宽带，我们做20兆图象传输系统，做SC/UWB WBAN系统与芯片，125兆点对点系统及芯片。这是射频芯片，这是发端和收端芯片。我们正在做600兆bps收发系统。发射我们做了CC Coder，双通道1.2GSPS D/A，300兆 QPSK符号。接收双通道0.9GSPS。60GHz方面考虑高速应用，做了4Gbps RS-CC Decoder，我们选择做这样一个译码器。整体设计就是采用八路并行结构，有一个问题就是他的RAM特别多，我们做整体优化，使得它的RAM快，关键进行优化，实现4Gbps的译码器。每一路始终是500兆，已经进行了综合，后续工作可能是进行客户端走完然后再流片。这是Gbps系统实验平台。
这边也参与国家WPAN技术标准化，提出多项提案，希望为国家标准化作出一些贡献。当然我们作为一个学术机构，除了系统实现和芯片研究之外，做了很多学术性研究，比如说在RF、天线方面，RF非理性因素消除方面，高速译码器结构方面，高动态范围突发帧方面等等都有初步研究。
最后总结，我们谈了一下60GHz的技术、应用、竞争对手、行业现状角度分析他的重要机遇。同时我们也讨论了它要得到广泛应用面临的挑战，我们要迈过这些门槛使他获得广泛应用。国家包括基金委对毫米波比较关注，最后介绍一下我们清华大学的初步研究进展。
我的汇报完毕，谢谢大家。 
