低成本太赫茲收發(fā)器傳輸速度達(dá)115吉比特/秒適合大規(guī)模生產(chǎn)

來源：科技日報時間：2020-09-10 09:29:31

太赫茲頻段是一種新的頻率資源，有望用于未來的超高速無線通信——如第六代(6G)通信技術(shù)。德國和美國科學(xué)家研制出一種新型低成本太赫茲接收器，由一個二極管和一個專用的信號處理器組成，能在110米范圍內(nèi)以115吉比特(Gb)/秒的速率、0.3太赫茲(THz)的載波頻率傳輸數(shù)據(jù)。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期的《自然·光子學(xué)》雜志。

第五代(5G)移動通信技術(shù)之后是6G。從網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)看，6G無論是傳輸速率、端到端時延、可靠性、連接數(shù)密度、頻譜效率、網(wǎng)絡(luò)能效等方面都有極大的提升。

卡爾斯魯厄技術(shù)學(xué)院(KIT)的研究人員解釋說：“為了能同時為更多用戶提供服務(wù)，并以最快速度傳輸數(shù)據(jù)，未來的無線網(wǎng)絡(luò)將由大量小型無線蜂窩組成，這些無線蜂窩距離短，能以最小能耗和低電磁輻射高速傳輸數(shù)據(jù)。”

研究人員進一步解釋，為形成強大而靈活的網(wǎng)絡(luò)，這些基站需要通過高速無線鏈路連接，這可以通過太赫茲載波來實現(xiàn)。太赫茲載波位于微波和紅外光波之間。然而，現(xiàn)有的太赫茲收發(fā)器做工復(fù)雜且昂貴，還存在帶寬瓶頸。

有鑒于此，在最新研究中，KIT與美國弗吉尼亞二極管(VDI)公司合作，研制出了這種新的簡單且價廉的太赫茲信號收發(fā)器。

研究人員表示，新收發(fā)器的核心是一個肖特基勢壘二極管(SBD)，用于校正太赫茲信號，此外，還能提供較大的帶寬，并用作包絡(luò)檢波器來恢復(fù)太赫茲信號的振幅。盡管如此，正確解碼數(shù)據(jù)還需要太赫茲波的時間相關(guān)相位，該相位通常在整流過程中丟失。為克服這一問題，研究人員將數(shù)字信號處理技術(shù)與一類特殊的數(shù)據(jù)信號結(jié)合使用，可以從振幅中重建相位。

利用這一新型收發(fā)器，研究人員在110米的距離以0.3太赫茲的載波頻率實現(xiàn)了115吉比特/秒的傳輸速率。研究人員稱，這是無線太赫茲傳輸在超過100米所展示的最高數(shù)據(jù)速率。此外，這種太赫茲接收器技術(shù)簡單且性價比高，適合大規(guī)模生產(chǎn)。 (記者劉霞)

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