羅德與施瓦茨(以下簡(jiǎn)稱"R&S公司")與位于法國(guó)里爾的電子微電子和納米技術(shù)研究所(IEMN)擴(kuò)大合作,共同研究利用光子技術(shù)的太赫茲通信。IEMN研究人員近期成功演示了在距離為645米的室外場(chǎng)景下搭建300GHz的雙向通信鏈路,用于模擬未來(lái)的6G回傳場(chǎng)景。R&SSMA100B微波信號(hào)發(fā)生器是該套測(cè)試裝置的關(guān)鍵組件。R&SSMA100B可以提供超低相位噪聲信號(hào),有助于加速太赫茲通信的研發(fā)進(jìn)程,并為將來(lái)的工業(yè)化做準(zhǔn)備。

圖:300GHz雙向6G連接,位于法國(guó),距離645米。來(lái)源:法國(guó)里爾大學(xué)G.Ducournau教授,IEMNUMRCNRS8520。

6G時(shí)代的大門(mén)已經(jīng)打開(kāi),高達(dá)300 GHz頻段的亞太赫茲通信系統(tǒng)正在變成現(xiàn)實(shí),用以填補(bǔ)毫米波和光學(xué)頻段之間的空白頻率。這迫切需要測(cè)量?jī)x器、測(cè)試平臺(tái)和計(jì)量等新技術(shù)。

多年來(lái),R&S和Guillaume Ducournau教授領(lǐng)導(dǎo)的IEMN團(tuán)隊(duì)一直在研究高頻測(cè)量,并將R&S測(cè)試和測(cè)量解決方案與光子技術(shù)集成,以加速新興6G技術(shù)的進(jìn)展。

研究新的頻譜資源將有助于推動(dòng)未來(lái)的無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)展。一旦E波段通信市場(chǎng)飽和,回傳頻率預(yù)計(jì)會(huì)增加。D 波段(110-170 GHz)等潛在頻率,預(yù)計(jì)將于2025年后進(jìn)入市場(chǎng),而H波段或高達(dá)300 GHz的亞太赫茲頻段將于2030年后進(jìn)入市場(chǎng)。因而,開(kāi)發(fā)新架構(gòu)和測(cè)試系統(tǒng)用以在組件和系統(tǒng)級(jí)別表征毫米波/太赫茲性能對(duì)于這些無(wú)線趨勢(shì)非常重要。

處理300 GHz以上的高頻段毫米波頻譜,在組件和系統(tǒng)級(jí)別都非常具有挑戰(zhàn)性。包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、信號(hào)和 頻譜分析儀前端和子系統(tǒng)等在內(nèi)的測(cè)試儀器都在近期得到了大幅提升。IEMN使用R&S ZNA矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和從毫米波頻段到1.1 THz的各種變頻器,例如R&SZC1100,進(jìn)行太赫茲組件和系統(tǒng)特性的前沿研究。

近期在電子和光子技術(shù)方面的研究合作提出了一種超外差架構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)從V波段(40-75 GHz)或E波段(60-90 GHz)到太赫茲頻段的信道聚合。太赫茲載波是通過(guò)基于光子學(xué)的本振進(jìn)行倍頻獲得的(本振同步到參考頻率)。R&S為里爾的測(cè)試團(tuán)隊(duì)提供了先進(jìn)的R&S SMA100B解決方案,用于產(chǎn)生超低相位噪聲的參考信號(hào)。這種儀器實(shí)現(xiàn)方法為太赫茲上、下變頻器提供無(wú)雜散的本振饋源信號(hào),從而抑制了太赫茲頻譜中的雜散信號(hào)。

該系統(tǒng)是首個(gè)成功集成太赫茲雙工頻率的系統(tǒng),并能夠使用一對(duì)天線在兩端同時(shí)進(jìn)行發(fā)射和接收。在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn) 證過(guò)系統(tǒng)性能后,研究人員在德國(guó)用兩對(duì)天線對(duì)其進(jìn)行了距離為150米的測(cè)試。作為歐盟- 日本ThoR項(xiàng)目的一部分,隨后在法國(guó)進(jìn)行了戶外空口測(cè)試,距離為645米,系統(tǒng)傳輸速率為12.6 Gbps。這是在300 GHz頻段內(nèi)太赫茲雙工系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的最遠(yuǎn)傳輸距離。

IEMN太赫茲無(wú)線通信研究負(fù)責(zé)人GuillaumeDucournau教授表示:"憑借我們?cè)谔掌澕夹g(shù)方面的專業(yè)研究,例如,光電混頻器、高速電子接收器和太赫茲儀器,我們致力于研究6G領(lǐng)域的新的技術(shù),開(kāi)發(fā)原型機(jī)和驗(yàn)證技術(shù),為我們的合作伙伴提供先進(jìn)的測(cè)量服務(wù)。為了應(yīng)對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn),我們很高興能夠繼續(xù)擴(kuò)大與R&S的合作,為將來(lái)的工業(yè)化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！?

羅德與施瓦茨的技術(shù)經(jīng)理TaroEichler表示:"我們很高興與IEMN合作將電子和光子技術(shù)整合到太赫茲通信中,并希望將這種方法擴(kuò)展到其他應(yīng)用領(lǐng)域。我們的研究結(jié)果還將為例如最近成立的ETSI ISG THz行業(yè)規(guī)范組織以及其他標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)提供有價(jià)值的輸入。"

R&S積極支持歐洲和亞洲的6G研究活動(dòng),同時(shí)也參與研究項(xiàng)目和行業(yè)聯(lián)盟的工作,并與領(lǐng)先的研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)進(jìn)行合作。該公司的測(cè)試和測(cè)量專業(yè)知識(shí)和解決方案為2030年進(jìn)行商業(yè)部署的下一代無(wú)線通信打開(kāi)了大門(mén)。