科学家提出了用于6G标准的数据编码方法

近日,ITMO大学的一组科学家展示了修改太赫兹脉冲以便将其用于数据传输的可能性。

  当前,世界各地的研究人员正在研究在太赫兹(THz)范围内传输数据的方法,这将使当今技术更快地发送和接收信息成为可能。但是,在THz范围内编码数据要比5G技术当前使用的GHz范围内编码困难得多。近日,ITMO大学的一组科学家展示了修改太赫兹脉冲以便将其用于数据传输的可能性,他们的结果发表在《科学报告》上。

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  一些电信公司开始采用新的5G标准,它将提供以前无法实现的无线数据传输速度。同时,随着公司推出新一代数据网络,科学家已经在研究其继任者。

  ITMO大学飞秒光学和飞技术实验室的Egor Oparin说:“我们正在谈论6G技术, 它们将使数据传输速度提高100到1,000倍,但是实现它们将需要我们切换到太赫兹范围。”

  如今,科学家已经成功地在红外(IR)范围内实现了在单个物理通道上同时传输多个数据通道的技术。该技术基于两个宽带红外脉冲之间的相互作用,其带宽以几十纳米为单位。在太赫兹范围内,此类脉冲的带宽将大得多,因此,它们的数据传输能力也将更大。

  但是当前,科学家和工程师需要找到许多关键问题的解决方案。这些问题与确保两个脉冲的干扰有关,这将导致所谓的脉冲序列或频率梳(通常被用于编码数据)。

  Egor Oparin说:“在太赫兹范围内,脉冲往往包含少量的场振荡,实际上每个脉冲一个或两个。它们非常短,看起来像图形上的细峰,在这样的脉冲之间实现干扰是非常具有挑战性的,因为它们很难重叠。”

  ITMO大学的一个科学家团队建议延长脉冲时间,以使脉冲持续时间长几倍,但仍以皮秒为单位进行测量。在这种情况下,一个脉冲内的频率不会同时发生,而是彼此连续。用科学术语来说,这称为线性调频或线性频率调制。然而,这提出了另一个挑战:尽管脉冲技术在红外范围内已经发展得很好,但仍缺乏对该技术在太赫兹范围内使用的研究。

  Egor Oparin说:“我们已经转向微波范围内使用的技术,我们积极地使用金属波导,这些波导往往具有较高的色散,这意味着不同的发射频率在那里以不同的速度传播。但是在微波范围内,这些波导以单模使用,或者换句话说,电场分布在一种配置中,是一个特定的窄频带。通常是在一个波长中,我们采用了一个适合太赫兹范围的尺寸的类似波导,并通过了一个宽带信号,以便它可以在不同的配置中传播。其中,脉冲的持续时间变长了,从2皮秒变为大约7皮秒,是原来的三倍半,这成为我们的解决方案。”

  通过使用波导,研究人员已经能够从理论上将脉冲的长度增加到一定的持续时间,这使得有可能在两个脉冲之间产生干扰,从而共同产生一个脉冲序列。

  Egor Oparin说:“这种脉冲序列的最大优点是它在脉冲的时间结构和频谱之间表现出依赖性。因此,我们具有时间形式的时间形式或简单地说是场振荡,而频谱形式则代表了频域中的那些振荡。假设我们有三个峰值,时间形式中的三个子结构,以及三个相应的子结构。通过使用特殊的滤波器来去除频谱形式的某些部分,我们可以以时间形式'闪烁'或以其他方式'闪烁'。”

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