在東南大學(xué)某毫米波實(shí)驗(yàn)室，工程師正對一組128QAM信號(hào)進(jìn)行壓力測試。頻譜儀顯示，搭載新型延遲對齊調(diào)制（DAM）技術(shù)的通信模塊，在28GHz頻段的安全速率達(dá)到12.6bps/Hz，較傳統(tǒng)方案提升216%——這項(xiàng)由我國團(tuán)隊(duì)在《信息與電子工程前沿》發(fā)表的研究成果，成功將物理層安全性能推向量子級(jí)精度，為6G太赫茲通信奠定關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)安全屏障崩塌：毫米波通信遭遇“竊聽危機(jī)”
5G/6G時(shí)代，毫米波與太赫茲頻段的高頻特性雖帶來超大帶寬，卻也引發(fā)嚴(yán)峻安全挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)基于人工噪聲（AN）的物理層安全方案，在28GHz頻段的竊聽成功概率高達(dá)6.3%，且需犧牲18%的功率用于干擾信號(hào)發(fā)射。更嚴(yán)峻的是，超大規(guī)模陣列（XL-array）的普及使得攻擊者可通過近場電磁特征逆向破解信號(hào)，2023年某實(shí)驗(yàn)曾演示在3米距離內(nèi)完整還原1Gbps數(shù)據(jù)流。

“這如同在玻璃房里傳遞機(jī)密文件?！闭撐耐ㄓ嵶髡咴陆淌谥赋?。團(tuán)隊(duì)通過324組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)正交頻分復(fù)用（OFDM）方案在近場通信中，因非均勻球面波（NUSW）效應(yīng)導(dǎo)致信號(hào)相位畸變，使得安全速率隨天線數(shù)量增長反而下降1.2dB，形成“安全悖論”。

延遲對齊調(diào)制：給電磁波裝上“時(shí)空導(dǎo)航”
研究團(tuán)隊(duì)提出的DAM技術(shù)，通過三大創(chuàng)新破解安全困局：

路徑延遲補(bǔ)償：精確測算每條多徑信號(hào)的傳播時(shí)延，動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射時(shí)序使其同步到達(dá)合法接收端
超分辨率波束賦形：基于XL-array的超空間分辨率，將信號(hào)能量聚焦至0.3°×0.3m的近場空間網(wǎng)格
自擾式安全屏障：利用非法接收端的多徑時(shí)延差異，主動(dòng)制造符號(hào)間干擾（ISI）替代人工噪聲
在南京某實(shí)測場景中，搭載256天線的DAM系統(tǒng)展現(xiàn)出驚人性能：

安全速率躍升：在70米距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)12.6bps/Hz安全速率，較AN-OFDM方案提升3.1倍
能效顛覆：峰均功率比（PAPR）降低至4.2dB，較OFDM節(jié)省58%的功放能耗
時(shí)延革命：消除傳統(tǒng)防護(hù)必需的循環(huán)前綴（CP），時(shí)延開銷從12.8%壓縮至0.3%
近場球面波操控：毫米波的安全密鑰
團(tuán)隊(duì)首次揭示近場非均勻球面波（NUSW）的雙重安全效應(yīng)：

空間指紋鎖：利用球面波幅度/相位隨距離的立方衰減特性，構(gòu)建動(dòng)態(tài)空間信號(hào)指紋
超分辨隔離：當(dāng)XL-array天線數(shù)超過多徑數(shù)量時(shí)，不同位置接收信號(hào)正交度達(dá)99.7%
自愈式防護(hù)：非法接收端遭遇的ISI強(qiáng)度與竊聽距離成反比，形成天然安全屏障
上海某外場測試顯示，攻擊者在5米外截獲信號(hào)時(shí)，誤碼率飆升至97%，而合法用戶誤碼率始終低于10^-6。更驚人的是，系統(tǒng)能在0.8ms內(nèi)自動(dòng)重構(gòu)波束模式，抵御移動(dòng)式竊聽攻擊。

6G前瞻：太赫茲通信的安全基座
研究團(tuán)隊(duì)已將DAM技術(shù)延伸至6G候選頻段：

太赫茲突破：在138GHz頻段實(shí)現(xiàn)0.12°波束聚焦，空間分辨率較毫米波提升5倍
智能反射面賦能：與智能超表面（RIS）協(xié)同，構(gòu)建動(dòng)態(tài)可調(diào)近場信號(hào)迷宮
量子級(jí)安全：融合輕量化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)預(yù)測并抵消信道突變引發(fā)的安全漏洞
“這不僅是技術(shù)迭代，更是通信安全范式的重構(gòu)?！痹陆淌谡故局钚卵兄频奶掌滵AM原型機(jī)。隨著我國6G研發(fā)進(jìn)入關(guān)鍵階段，這項(xiàng)兼具超安全、低時(shí)延與高能效的技術(shù)，或?qū)⒊蔀榇蜷_太赫茲產(chǎn)業(yè)化的金鑰匙。當(dāng)每一束電磁波都擁有專屬的時(shí)空身份證，中國正引領(lǐng)全球通信安全進(jìn)入“量子精度”新時(shí)代。

來源: 信息與電子工程前沿FITEE