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科學家提出了6G標準的數據編碼方法

  • 科學
  • 2020-06-15 08:41:29
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世界各地的研究人員正在研究在太赫茲(THz)范圍內傳輸數據的方法,這將使比當今技術更快地發送和接收信息成為可能。但是,在THz范圍內編碼數據要比5G技術當前使用的GHz范圍內的編碼困難得多。ITMO大學的一組科學家展示了修改太赫茲脈沖以便將其用于數據傳輸的可能性。他們的結果發表在《科學報告》上。

發達經濟體的電信公司開始采用新的5G標準,它將提供以前無法實現的無線數據傳輸速度。同時,隨著公司推出新一代數據網絡,科學家已經在研究其繼任者。“我們正在談論6G技術,” ITMO大學飛秒光學和飛技術實驗室的Egor Oparin說。“它們將使數據傳輸速度提高100到1,000倍,但是實現它們將需要我們切換到太赫茲范圍。”

如今,已經成功地在紅外(IR)范圍內實現了在單個物理通道上同時傳輸多個數據通道的技術。該技術基于兩個寬帶紅外脈沖之間的相互作用,其帶寬以幾十納米為單位。在太赫茲范圍內,此類脈沖的帶寬將大得多,因此,它們的數據傳輸能力也將更大。

但是科學家和工程師將需要找到解決許多關鍵問題的解決方案。這樣的問題與確保兩個脈沖的干擾有關,這將導致所謂的脈沖序列或頻率梳,用于編碼數據。

Egor Oparin說:“在太赫茲范圍內,脈沖往往包含少量的場振蕩;實際上每個脈沖一個或兩個。”“它們非常短,看起來像圖形上的細峰。在這樣的脈沖之間實現干擾是非常具有挑戰性的,因為它們很難重疊。”

ITMO大學的一個科學家團隊建議延長脈沖時間,以使脈沖持續時間長幾倍,但仍以皮秒為單位進行測量。在這種情況下,一個脈沖內的頻率不會同時發生,而是彼此連續。用科學術語來說,這稱為線性調頻或線性頻率調制。然而,這提出了另一個挑戰:盡管chi技術在紅外范圍內已經發展得很好,但仍缺乏對該技術在太赫茲范圍內使用的研究。

該論文的合著者埃戈爾·奧帕林(Egor Oparin)說:“我們已經轉向微波范圍內使用的技術。”

“他們積極地使用金屬波導,這些波導往往具有較高的色散,這意味著不同的發射頻率在那里以不同的速度傳播。但是在微波范圍內,這些波導以單模使用,或者換句話說,電場分布在一種配置中,是一個特定的窄頻帶,通常是在一個波長中,我們采用了一個適合太赫茲范圍的尺寸的類似波導,并通過了一個寬帶信號,以便它可以在不同的配置中傳播。其中,脈沖的持續時間變長了,從2皮秒變為大約7皮秒,是原來的三倍半。這成為我們的解決方案。”

通過使用波導,研究人員已經能夠從理論上將脈沖的長度增加到一定的持續時間。這使得有可能在兩個pulse脈沖之間產生干擾,從而共同產生一個脈沖序列。Oparin說:“這種脈沖序列的最大優點是它在脈沖的時間結構和頻譜之間表現出依賴性。”“因此,我們具有時間形式的時間形式或簡單地說是場振蕩,而頻譜形式則代表了頻域中的那些振蕩。假設我們有三個峰值,時間形式中的三個子結構,以及三個相應的子結構。通過使用特殊的濾波器來去除頻譜形式的某些部分,我們可以以時間形式“閃爍”或以其他方式“閃爍”。太赫茲樂隊。”

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