低成本太赫兹收发器传输速度达115吉比特/秒，未来有望用于6G

未来的移动网络示意图 图片来源：物理学家组织网

太赫兹频段是一种新的频率资源，有望用于未来的超高速无线通信——如第六代(6G)通信技术。德国和美国科学家研制出一种新型低成本太赫兹接收器，由一个二极管和一个专用的信号处理器组成，能在110米范围内以115吉比特(Gb)/秒的速率、0.3太赫兹(THz)的载波频率传输数据。相关论文发表于最新一期的《自然·光子学》杂志。

第五代(5G)移动通信技术之后是6G。从网络性能指标看，6G无论是传输速率、端到端时延、可靠性、连接数密度、频谱效率、网络能效等方面都有极大的提升。

卡尔斯鲁厄技术学院(KIT)的研究人员解释说：“为了能同时为更多用户提供服务，并以最快速度传输数据，未来的无线网络将由大量小型无线蜂窝组成，这些无线蜂窝距离短，能以最小能耗和低电磁辐射高速传输数据。”

研究人员进一步解释，为形成强大而灵活的网络，这些基站需要通过高速无线链路连接，这可以通过太赫兹载波来实现。太赫兹载波位于微波和红外光波之间。然而，现有的太赫兹收发器做工复杂且昂贵，还存在带宽瓶颈。

有鉴于此，在最新研究中，KIT与美国弗吉尼亚二极管(VDI)公司合作，研制出了这种新的简单且价廉的太赫兹信号收发器。

研究人员表示，新收发器的核心是一个肖特基势垒二极管(SBD)，用于校正太赫兹信号，此外，还能提供较大的带宽，并用作包络检波器来恢复太赫兹信号的振幅。尽管如此，正确解码数据还需要太赫兹波的时间相关相位，该相位通常在整流过程中丢失。为克服这一问题，研究人员将数字信号处理技术与一类特殊的数据信号结合使用，可以从振幅中重建相位。

利用这一新型收发器，研究人员在110米的距离以0.3太赫兹的载波频率实现了115吉比特/秒的传输速率。研究人员称，这是无线太赫兹传输在超过100米所展示的高数据速率。此外，这种太赫兹接收器技术简单且性价比高，适合大规模生产。