科技日?qǐng)?bào)記者 吳長(zhǎng)鋒
記者從中國(guó)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(tuán)隊(duì)日前在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)（英文）》上發(fā)表了“拍赫茲通信：用于無線通信的光譜融合”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(guó)紛紛瞄準(zhǔn)未來6G移動(dòng)通信展開研究工作，力圖搶占技術(shù)快車道。為了實(shí)現(xiàn)全頻譜和空間全覆蓋的終極目標(biāo)，有必要梳理人類所有可用的無線通信頻段，在排除具有強(qiáng)輻射且對(duì)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，針對(duì)特定應(yīng)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線光通信技術(shù)，但這些技術(shù)僅使用拍赫茲頻段內(nèi)的碎片化頻譜，嚴(yán)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(yīng)多種應(yīng)用環(huán)境和不同類型終端，甚至無法滿足用戶特殊的信息安全和抗干擾要求。
中國(guó)科大供圖
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-?！钡娜臻g應(yīng)用場(chǎng)景，比如室內(nèi)超大帶寬互聯(lián)、高精度定位、大規(guī)模工業(yè)機(jī)器通信、車聯(lián)網(wǎng)、水下物聯(lián)網(wǎng)、空間互聯(lián)網(wǎng)等等，滿足“人-機(jī)-物”互通互聯(lián)。
這項(xiàng)研究首次提出了拍赫茲通信新體系框架，突破了傳統(tǒng)肉眼視覺的光譜分段方法，有機(jī)融合紅外光、可見光和紫外光多段頻譜，實(shí)現(xiàn)拍赫茲全頻段的有效開發(fā)利用。通過頻譜感知智能選擇波長(zhǎng)與空間通道，揭示了全頻段信號(hào)傳輸特性和環(huán)境噪聲影響，展現(xiàn)了拍赫茲通信在室內(nèi)、室外和水下等全空間場(chǎng)景下的通信距離和數(shù)據(jù)速率性能極限，比如室內(nèi)速率高達(dá)幾十太比特每秒（Tbps）、水下距離遠(yuǎn)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(hào)調(diào)制與復(fù)用，能實(shí)現(xiàn)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(yīng)用。
