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太赫兹,日本研发出世界首个300GHz紧凑型收发器,适用于太赫兹无线通信

作者:大国重器来源:大国重器 浏览次数: 日期:2017年3月28日 08:27

太赫兹,日本研发出世界首个300GHz紧凑型收发器,适用于太赫兹无线通信

转载于:“大国重器——聚焦世界军用电子元器件”

 

日本电报和电话公司(NTT)、富士通(Fujitsu)和日本国家信息与通信技术研究所(NIST)合作研发出世界

首个300GHz太赫兹无线通信用紧凑型收发器,经测试,通过使用正交极化的多路传输可达到每秒40Gbit的数据传输速率。

 

 

背景

 

随着宽带网络的持续延伸,无线高速数据通信的研究遍布全世界。如能获取数十Gbit每秒的数据传输速率,就可以实现超高

精度图像实时、无压缩、无线传输和大数据量的瞬间传输,但需开辟目前尚未使用的新频段,特别是,需要开发出能够实现

高速数据传输的紧凑型无线器件。

太赫兹无线通信是一个能够满足需求、具有重大前景的技术。本次研究使用的是太赫兹频段中300GHz频段,该频段尚未被产

业使用。

 

 

技术细节

 

研究人员使用磷化铟(InP)基高电子迁移率晶体管(HEMT)作为超高速核心器件,并集成到高频收发机单片集成电路中,研

制出300GHz太赫兹无线通信用紧凑型收发机。该收发机以一个集成架构将集成电路连接到带有天线的金属封装上,总体积小于

1立方厘米。

发射机和前向纠错(FEC)用信号处理器由NTT研发,接收机由富士通研发,射频信号传输和测量技术由NICT研发。

 

 

测试实验

 

假设需从一个信息源终端下载大量内容,如音/视频,研发中的收发机的发射机安装在可提供音视频下载的信息源终端中,相匹配

接收机则安装在紧凑型(如智能手机大小)终端上。由于传输和测量技术都在300GHz频段,高速数据传输在消音室进行验证。

 

 

测试结果

 

(1)高速数据传输

将所研发的接收机和发射机面对面地放置在一起,获得了20Gbps的传输速度。更进一步,使用两套收发机和一个互相垂直的极化波

形成极化多路传输,试验结果确认了数据传输速率可达到40Gbps,新研发的收发机在无线通信方面具备足够优异的性能。

 

(2)数据下载

研发出的发射机安装在一个信息终端,相对应的接收机安装在智能手机大小的终端上。将信息终端和智能手机大小的终端进行链接,

对数据下载服务进行仿真。在这个实验中,视频文件存储在传输端的电脑中,然后对传输这些文件的速率进行评估。测量结果是可进行

2GB/s大的下载速度,相当于3秒即可下载一个DVD对应的数据量。

 

 

意义

 

通过这个实验,显示出使用300GHz太赫兹波段和相应元器件技术,紧凑型收发机可获得大容量传输能力,有望用到高速无线通信带来重

大先进性。

 

 

下一步工作

 

未来将增加数据传输速率和改进通信序列的有效性,还将在频率利用的研究中,开展除内容下载以外的应用研究。

 

 

项目背景

 

该项目是“亚太赫兹频段数十Gbit无线通信技术项目的一部分,隶属日本总务省的拓展射频频谱资源研发项目”(从2011年到2015年)。

NTT、富士通和NIST已达到项目目标。

图为发射机(NTT)

图为接收机(富士通)

图为电磁波传播和测量技术试验(NICT)

图为系统结构

图为试验验证系统

图为信息终端

图为装有接收机的智能手机大小的终端

图为智能手机大小的终端和信息终端连接