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2020年10月19日 | 德国为6G研发廉价太赫兹接收器 有助于自动驾驶汽车高速传输数据
2020-10-19 来源：盖世汽车
未来第六代无线网络（6G）将由大量需要通过宽带通信连接的小型无线电单元组成。在此种情况下，以太赫兹（THz）频率进行无线传输将是一种特别具有吸引力且灵活的解决方案。据外媒报道，德国卡尔斯鲁厄理工学院（Karlsruhe Institute of Technology，KIT）的研究人员研发了一种低成本太赫兹接收器概念，由单个二极管结合专用信号处理技术制成。在一个概念验证实验中，该团队演示了在110米距离开外，以0.3 THz的载波频率、115 Gbit/s的速率传输了数据。
图片来源：卡尔斯鲁厄理工学院
5G技术之后就是6G——第六代移动通信技术，有望实现更快的数据传输速率、时间延迟更短、终端设备密度大幅增加，同时会利用人工智能（AI）技术在物联网（IoT）时代控制设备或自动驾驶汽车。该项研究的Christian Koos教授表示：“为了同时为尽可能多的用户提供服务，并以最快的速度传输数据，未来的无线网络将由大量的小型无线电单元组成。”此类无线电单元彼此间的距离很短，因此就能够以最小的能量消耗和低电磁发射量实现高速率数据传输。与此相关的基站也可以实现紧凑型尺寸，可以很容易地安装在建筑立面或路灯上。
为了形成一个强大且灵活的网络，此类基站需要通过高速无线链路连接起来，此类无线链路的数据传输速率达每秒几十甚至几百Gbit，而这可以通过介于微波和红外光波之间的太赫兹载波来实现。不过，太赫兹接收器仍然很复杂且很昂贵，通常是整个链路中的带宽瓶颈。KIT光子学和量子电子学（IPQ）、微结构技术研究所（IMT）和光束物理学与技术（IBPT）的研究人员与美国Virginia Diodes（VDI）公司合作，展示了一款特别简单且成本低廉的太赫兹信号接收器。
研究人员表示，该款接收器的核心是一个二极管，用于整流太赫兹信号。该款二极管是一个肖特基势垒二极管，可以提供很大的带宽，被用作包络检波器，以恢复太赫兹信号的振幅。不过，正确解码数据还需要太赫兹波的时变相位。而在整流过程中，此种相位通常会被丢失。
为了克服该问题，研究人员采用数字化信号处理技术结合一种特殊的数据信号，通过Kramers-Kronig关系，从振幅中重建相位。Kramers-Kronig关系描述了解析信号实际部分和虚拟部分的数学关系。利用该接收器概念，研究人员在0.3 THz的载波频率下，在110米距离上实现了115 Gbit/s的数据传输速率。
研究人员表示，在超过100米的无线太赫兹数据传输中，这是迄今为止所演示的最高数据传输速率。由于该款太赫兹接收器的技术简单，因而非常具有成本效益，适合大规模量产。
史海拾趣
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