台團隊研發新 4D 感測技術，無縫整合現代 MIMO 通訊系統

為了達成超高速、多連結、超低延遲等通訊願景，全球主要國家已陸續投入下世代 6G 通訊技術布局，最近由中山大學、清華大學、陽明交通大學、國研究教授專家組成的台灣團隊，成功研發新的多輸入多輸出 4D 感測技術，預計能廣泛應用於醫聯網、車聯網、智慧家庭等領域。

在國科會「下世代通訊系統關鍵技術研發專案」支持下，中山大學電機系洪子聖講座教授、清華大學電資學院徐碩鴻院長、陽明交通大學電機系蔡作敏教授、國研院台灣半導體研究中心張大強組長領軍的研究團隊帶來幾個新的技術亮點。

6G 太赫茲頻段 MIMO 收發機晶片

6G 通訊系統是在現有 5G 的 FR1 頻段（< 6GHz）、FR2 頻段（24～52GHz，俗稱毫米波）基礎上，增加 FR3 頻段（7～24 GHz，稱為中高頻）及太赫茲頻段（>100 GHz），在通訊感測整合中，較高頻段能提升通訊吞吐量，也能明顯提高感測解析度。

然而太赫茲頻段不易透過傳統電子或光學方式產生發射源，因此太赫茲頻段晶片普遍面臨低效率、高功耗挑戰，可說是較少被關注的新興技術。

而團隊運用半導體異質整合技術，結合最先進互補式金屬氧化物半導體（CMOS）、第三代半導體氮化鎵（GaN）、玻璃基板積體被動元件（IPD），再透過覆晶系統封裝製程，成功設計出 6G 太赫茲頻段的 MIMO 收發機晶片，有效解決低效率與高功耗問題。

自我注入鎖定機制

智慧交通、健康照護是 6G 通訊感測整合應用最受關注的兩大場域，但針對四肢動作、生理徵象等慢速身體活動，由於都卜勒頻移量不足，經常導致感測困難。團隊試著採用自我注入鎖定機制，將目標回波訊號注入發射訊號源進入鎖定狀態，並將極低頻都卜勒頻移轉為寬頻頻率調制，成功大幅提升感測靈敏度，突破傳統技術限制。

多輸入多輸出（Multi-Input Multi-Output，MIMO）4D 感測技術

有別於之前馬里蘭大學團隊、麻省理工學院團隊研發的 MIMO 通訊感測使用 WiFi 頻段，生理偵測效果較差，團隊開發新的多輸入多輸出（Multi-Input Multi-Output，MIMO）4D 感測技術使用 WiFi 頻段與 6G 頻段，能精確測得目標距離、方位角、俯仰角及都卜勒速度等四維資訊，比如在健康照護情境下，能追蹤多人位置、姿態、動作，並辨識每個人的胸部區域進行隔空生理感測。

隨著 6G/WiFi 通訊感測整合標準逐漸完善，新 4D 感測技術能無縫整合於現代 MIMO 通訊系統，隨時提供多元化無線感測服務。團隊也指出，4D 感測技術將廣泛應用於醫聯網、車聯網、智慧家庭等領域，成為次世代通訊系統重要亮點。

（首圖來源：國科會提供）