未來第六代無線網(wǎng)絡(luò)（6G）將由大量需要通過寬帶通信連接的小型無線電單元組成。在此種情況下，以太赫茲（THz）頻率進(jìn)行無線傳輸將是一種特別具有吸引力且靈活的解決方案。據(jù)外媒報道，德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（Karlsruhe Institute of Technology，KIT）的研究人員研發(fā)了一種低成本太赫茲接收器概念，由單個二極管結(jié)合專用信號處理技術(shù)制成。在一個概念驗證實驗中，該團(tuán)隊演示了在110米距離開外，以0.3 THz的載波頻率、115 Gbit/s的速率傳輸了數(shù)據(jù)。

圖片來源：卡爾斯魯厄理工學(xué)院

5G技術(shù)之后就是6G——第六代移動通信技術(shù)，有望實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸速率、時間延遲更短、終端設(shè)備密度大幅增加，同時會利用人工智能（AI）技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）時代控制設(shè)備或自動駕駛汽車。該項研究的Christian Koos教授表示：“為了同時為盡可能多的用戶提供服務(wù)，并以最快的速度傳輸數(shù)據(jù)，未來的無線網(wǎng)絡(luò)將由大量的小型無線電單元組成。”此類無線電單元彼此間的距離很短，因此就能夠以最小的能量消耗和低電磁發(fā)射量實現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸。與此相關(guān)的基站也可以實現(xiàn)緊湊型尺寸，可以很容易地安裝在建筑立面或路燈上。

為了形成一個強大且靈活的網(wǎng)絡(luò)，此類基站需要通過高速無線鏈路連接起來，此類無線鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)每秒幾十甚至幾百Gbit，而這可以通過介于微波和紅外光波之間的太赫茲載波來實現(xiàn)。不過，太赫茲接收器仍然很復(fù)雜且很昂貴，通常是整個鏈路中的帶寬瓶頸。KIT光子學(xué)和量子電子學(xué)（IPQ）、微結(jié)構(gòu)技術(shù)研究所（IMT）和光束物理學(xué)與技術(shù)（IBPT）的研究人員與美國Virginia Diodes（VDI）公司合作，展示了一款特別簡單且成本低廉的太赫茲信號接收器。

研究人員表示，該款接收器的核心是一個二極管，用于整流太赫茲信號。該款二極管是一個肖特基勢壘二極管，可以提供很大的帶寬，被用作包絡(luò)檢波器，以恢復(fù)太赫茲信號的振幅。不過，正確解碼數(shù)據(jù)還需要太赫茲波的時變相位。而在整流過程中，此種相位通常會被丟失。

為了克服該問題，研究人員采用數(shù)字化信號處理技術(shù)結(jié)合一種特殊的數(shù)據(jù)信號，通過Kramers-Kronig關(guān)系，從振幅中重建相位。Kramers-Kronig關(guān)系描述了解析信號實際部分和虛擬部分的數(shù)學(xué)關(guān)系。利用該接收器概念，研究人員在0.3 THz的載波頻率下，在110米距離上實現(xiàn)了115 Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

研究人員表示，在超過100米的無線太赫茲數(shù)據(jù)傳輸中，這是迄今為止所演示的最高數(shù)據(jù)傳輸速率。由于該款太赫茲接收器的技術(shù)簡單，因而非常具有成本效益，適合大規(guī)模量產(chǎn)。