在通信技術(shù)領(lǐng)域，一項(xiàng)來(lái)自國(guó)內(nèi)高校的重大突破正引發(fā)全球關(guān)注。北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在光芯片領(lǐng)域取得系統(tǒng)性創(chuàng)新成果，首次實(shí)現(xiàn)同一硬件平臺(tái)同時(shí)支持2G至6G+全代際無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，相關(guān)研究成果以雙論文形式同步發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《自然·光子學(xué)》。這項(xiàng)突破性技術(shù)有望徹底改變通信基站與終端設(shè)備的硬件架構(gòu)，為未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展奠定關(guān)鍵基礎(chǔ)。

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人常林研究員指出，當(dāng)前通信行業(yè)長(zhǎng)期面臨"硬件冗余"的困境。從2G到5G的演進(jìn)過(guò)程中，每代網(wǎng)絡(luò)升級(jí)都需要新增專(zhuān)用硬件設(shè)備，導(dǎo)致通信基站逐漸演變?yōu)槎询B各類(lèi)設(shè)備的"電子倉(cāng)庫(kù)"，不僅體積龐大且能耗驚人。這種硬件疊加模式直接推高了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，最終轉(zhuǎn)嫁為用戶(hù)的通信費(fèi)用負(fù)擔(dān)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)基站中超過(guò)60%的硬件設(shè)備僅服務(wù)于特定網(wǎng)絡(luò)制式，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

針對(duì)這一難題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將光子芯片與電磁超表面技術(shù)深度融合，開(kāi)發(fā)出可擴(kuò)展的統(tǒng)一硬件平臺(tái)。該平臺(tái)通過(guò)精密調(diào)控指甲蓋大小芯片上的光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了從2G到6G所有頻段無(wú)線(xiàn)信道的動(dòng)態(tài)生成。常林形象地比喻道："這就像為基站配備了一張具備所有接口的智能工作臺(tái)，無(wú)論是2G功能機(jī)還是6G終端設(shè)備，都能通過(guò)同一套硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。"實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，新架構(gòu)可使基站體積縮小80%，功耗降低至傳統(tǒng)方案的十分之一。

在攻克"多制式兼容"難題后，研究團(tuán)隊(duì)將目光投向6G通信的核心挑戰(zhàn)——高頻信號(hào)調(diào)控。6G采用的太赫茲頻段信號(hào)具有傳播損耗大、方向性強(qiáng)等特性，傳統(tǒng)微波調(diào)控技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)性地引入光學(xué)微梳技術(shù)驅(qū)動(dòng)天線(xiàn)陣列，構(gòu)建起全維度信號(hào)調(diào)控系統(tǒng)。這項(xiàng)突破不僅將6G信號(hào)傳輸效率提升至傳統(tǒng)方案的30倍，更賦予通信設(shè)備"通感一體化"能力——系統(tǒng)在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)，可實(shí)時(shí)感知終端設(shè)備的位置、運(yùn)動(dòng)軌跡甚至旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，精度達(dá)到厘米級(jí)。

技術(shù)驗(yàn)證顯示，搭載該系統(tǒng)的原型設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中成功實(shí)現(xiàn)多制式信號(hào)的同步傳輸與感知。常林透露，這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)已進(jìn)入工程化轉(zhuǎn)化階段，其核心優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)硬件架構(gòu)革新而非單純提升頻譜效率來(lái)突破通信瓶頸。相較于傳統(tǒng)分代建設(shè)模式，全代際兼容平臺(tái)可顯著降低網(wǎng)絡(luò)部署成本，特別適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋、應(yīng)急通信等場(chǎng)景。更值得關(guān)注的是，該技術(shù)為6G與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的融合提供了可行路徑，未來(lái)或?qū)⒊蔀闃?gòu)建"空天地一體化"通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵支撐。