隨著5G進入商業化成熟期，全球通訊產業的目光已轉向2030年即將面臨的 6G時代。相較於5G，6G的願景不僅是更快的傳輸速度，而是要實現「全球覆蓋」、「極致可靠性」以及「感測與通訊一體化」。

要達成這些目標，頻率範圍必須從現有的Sub-6GHz與毫米波（mmWave），延伸至太赫茲（THz）頻段。然而，極高頻段帶來的物理挑戰，使得現有的正交分頻多工（OFDM）技術與傳統通道模型已不敷使用。因此，「新一代波形設計」與「精準通道量測」成為6G研發中最核心的兩大支柱。

圖一 : 6G願景不僅是更快的傳輸速度，而是要實現「全球覆蓋」、「極致可靠性」以及「感測與通訊一體化」。

6G波形設計：尋求頻譜效率與功率效率的平衡

在5G時代，CP-OFDM是絕對的主流。但在6G環境下，尤其是面對高速移動場景（如低軌衛星、高鐵）與超低功耗物聯網設備，OFDM的高峰值平均功率比（PAPR）與對多普勒頻移（Doppler Shift）的敏感性成為致命傷。

OTFS（正交時頻空波形）

OTFS是6G最受矚目的候選波形之一。它不像OFDM在時頻域（Time-Frequency）調製，而是在「延遲-多普勒域」（Delay-Doppler domain）進行處理。

‧ 技術優勢：OTFS能將隨時間變化的衰落通道轉化為恆定的通道表示，這使其在極高移動速度（如500km/h以上）下，仍能保持驚人的抗干擾能力與鏈路穩定性。

DFT-s-OFDM的演進與恆定包絡波形

針對6G感測設備與手持裝置，電池壽命至關重要。為了降低功放（PA）的耗電，開發具備低PAPR特性的波形（如偏置QAM或恆定包絡技術）是目前的重點方向，這能讓設備在有限電力下傳輸更遠。

索引調製（Index Modulation）

這是一種利用次載波、空間天線或時隙的「開啟/關閉」狀態來攜帶額外資訊的技術。它不僅能提高頻譜效率，還能顯著降低硬體架構的複雜度，非常適合6G預期的大規模機器通訊（mMTC）場景。

通道量測：解鎖太赫茲（THz）的物理特性

如果波形是通訊的「語言」，那麼通道量測就是理解「環境」的過程。6G將邁入100GHz至10THz的頻段，這部分頻譜在過去被稱為「太赫茲空隙」。

太赫茲頻段的挑戰

‧ 高路徑損耗：頻率越高，大氣吸收（尤其是水分與氧氣）越嚴重。

‧ 極窄波束：為了補償損耗，6G必須使用超大規模天線陣列（Ultra-massive MIMO）來產生極窄的波束，這對波束追蹤（Beam Tracking）的精準度要求極高。

‧ 繞射能力弱：THz波遇到障礙物幾乎無法繞射，這使得非視距（NLOS）通訊的路徑損耗極大。

通道探測器（Channel Sounder）的技術突破

為了建立準確的6G通道模型，工程師需要開發具備極高頻寬（數GHz）的量測系統。

‧ 時域量測：使用極窄脈衝或偽隨機雜訊（PN碼）來量測信號的多徑時延。

‧ 頻域量測：利用向量網路分析儀（VNA）進行掃頻，這種方法精度最高，但量測時間較長，通常用於室內??環境建模。

通訊與感測一體化（ISAC）的整合量測

6G不同於前幾代通訊技術的最大特色，在於它將通訊系統變成了一個「巨大的雷達」。這意味著6G波形不僅要傳遞數據，還要能感知周圍物體的位置、形狀與速度。

聯合波形設計

研發人員正致力於設計一種「雷達-通訊共用波形」。這種波形必須在通訊吞吐量（Throughput）與雷達解析度（Resolution）之間取得動態平衡。

環境映射量測

在通道量測中，我們現在不僅關注信號的衰減，還需要量測環境的「空間特徵」。透過6G的超高解析度，量測系統可以勾勒出室內環境的3D地圖，這對未來自動駕駛與智慧工廠的佈建至關重要。

圖二 : 在6G測試中，波形通訊與感測一體化的整合量測將會非常重要

6G量測的關鍵測試工具與環境

針對6G研發，測試環境必須從傳統的傳導測試轉向OTA（Over-The-Air）空中下載測試。

‧ 寬頻信號產生與分析：需要支持10GHz以上分析頻寬的信號產生器與頻譜分析儀，以驗證 6G 波形的誤差向量振幅（EVM）性能。

‧ 相位雜訊量測：在THz頻段，局部振盪器（LO）的相位雜訊會被放大，這會嚴重破壞高階調製信號。因此，超低相位雜訊的時鐘同步是量測系統的核心。

‧ D-Band與Sub-THz擴頻模組： 透過頻率擴展器（Extenders），將現有的量測設備延伸至110GHz - 330GHz頻段，是目前實驗室最主流的作法。

結語：從標準化到產業應用的路徑

6G波形與通道量測的研究正處於從「學術理論」走向「標準化草案」的關鍵階段。預計在2025年至2027年間，3GPP將開始定義具體的6G物理層規範。

對於台灣的資通訊產業而言，掌握6G的通道特性是進入半導體前端設計與基站開發的敲門磚。透過精準的量測技術，我們才能驗證新一代晶片在極高頻環境下的表現，並確保6G萬物智聯的願景不再只是科幻小說中的場景。