我國學(xué)者首次提出拍赫茲通信新體系框架 為6G移動(dòng)通信提供新思路

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校徐正元教授領(lǐng)銜的聯(lián)合團隊日前在國際學(xué)術(shù)期刊《數字通信與網(wǎng)絡(luò )(英文)》上發(fā)表了“拍赫茲通信：用于無(wú)線(xiàn)通信的光譜融合”的研究成果，為第六代(6G)移動(dòng)通信提供了新思路。

第五代(5G)移動(dòng)通信已進(jìn)入商用化部署，各國紛紛瞄準未來(lái)6G移動(dòng)通信展開(kāi)研究工作，力圖搶占技術(shù)快車(chē)道。為了實(shí)現全頻譜和空間全覆蓋的終極目標，有必要梳理人類(lèi)所有可用的無(wú)線(xiàn)通信頻段，在排除具有強輻射且對人體有害的X光波段以及太赫頻段之后，拍赫茲頻段成為僅剩的可用通信頻譜資源。近年來(lái)，針對特定應用場(chǎng)景，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界曾嘗試以多種光波作為信息載體的無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)，但這些技術(shù)僅使用拍赫茲頻段內的碎片化頻譜，嚴重制約了通信網(wǎng)絡(luò )全局資源優(yōu)化性能，也不能很好地適應多種應用環(huán)境和不同類(lèi)型終端，甚至無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)特殊的信息安全和抗干擾要求。

拍赫茲通信擁有超大帶寬和超高空間分辨能力，能兼容匹配多種形態(tài)的新型移動(dòng)終端和“空-天-地-海”的全空間應用場(chǎng)景，比如室內超大帶寬互聯(lián)、高精度定位、大規模工業(yè)機器通信、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、水下物聯(lián)網(wǎng)、空間互聯(lián)網(wǎng)等等，滿(mǎn)足“人-機-物”互通互聯(lián)。

這項研究首次提出了拍赫茲通信新體系框架，突破了傳統肉眼視覺(jué)的光譜分段方法，有機融合紅外光、可見(jiàn)光和紫外光多段頻譜，實(shí)現拍赫茲全頻段的有效開(kāi)發(fā)利用。通過(guò)頻譜感知智能選擇波長(cháng)與空間通道，揭示了全頻段信號傳輸特性和環(huán)境噪聲影響，展現了拍赫茲通信在室內、室外和水下等全空間場(chǎng)景下的通信距離和數據速率性能極限，比如室內速率高達幾十太比特每秒(Tbps)、水下距離遠至500米，并挖掘了拍赫茲載波潛在的偏振和角動(dòng)量維度特征以用于信號調制與復用，能實(shí)現通信鏈路和網(wǎng)絡(luò )的靈活智能配置，服務(wù)于全息通信等新型高速業(yè)務(wù)與應用。(科技日報記者 吳長(cháng)鋒)

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