罗德与施瓦茨(以下简称"R&S公司")与位于法国里尔的电子微电子和纳米技术研究所(IEMN)扩大合作,共同研究利用光子技术的太赫兹通信。IEMN研究人员近期成功演示了在距离为645米的室外场景下搭建300GHz的双向通信链路,用于模拟未来的6G回传场景。R&SSMA100B微波信号发生器是该套测试装置的关键组件。R&SSMA100B可以提供超低相位噪声信号,有助于加速太赫兹通信的研发进程,并为将来的工业化做准备。

图:300GHz双向6G连接,位于法国,距离645米。来源:法国里尔大学G.Ducournau教授,IEMNUMRCNRS8520。

6G时代的大门已经打开,高达300 GHz频段的亚太赫兹通信系统正在变成现实,用以填补毫米波和光学频段之间的空白频率。这迫切需要测量仪器、测试平台和计量等新技术。

多年来,R&S和Guillaume Ducournau教授领导的IEMN团队一直在研究高频测量,并将R&S测试和测量解决方案与光子技术集成,以加速新兴6G技术的进展。

研究新的频谱资源将有助于推动未来的无线通信系统发展。一旦E波段通信市场饱和,回传频率预计会增加。D 波段(110-170 GHz)等潜在频率,预计将于2025年后进入市场,而H波段或高达300 GHz的亚太赫兹频段将于2030年后进入市场。因而,开发新架构和测试系统用以在组件和系统级别表征毫米波/太赫兹性能对于这些无线趋势非常重要。

处理300 GHz以上的高频段毫米波频谱,在组件和系统级别都非常具有挑战性。包括矢量网络分析仪、信号和 频谱分析仪前端和子系统等在内的测试仪器都在近期得到了大幅提升。IEMN使用R&S ZNA矢量网络分析仪和从毫米波频段到1.1 THz的各种变频器,例如R&SZC1100,进行太赫兹组件和系统特性的前沿研究。

近期在电子和光子技术方面的研究合作提出了一种超外差架构,可以实现从V波段(40-75 GHz)或E波段(60-90 GHz)到太赫兹频段的信道聚合。太赫兹载波是通过基于光子学的本振进行倍频获得的(本振同步到参考频率)。R&S为里尔的测试团队提供了先进的R&S SMA100B解决方案,用于产生超低相位噪声的参考信号。这种仪器实现方法为太赫兹上、下变频器提供无杂散的本振馈源信号,从而抑制了太赫兹频谱中的杂散信号。

该系统是首个成功集成太赫兹双工频率的系统,并能够使用一对天线在两端同时进行发射和接收。在实验室验 证过系统性能后,研究人员在德国用两对天线对其进行了距离为150米的测试。作为欧盟- 日本ThoR项目的一部分,随后在法国进行了户外空口测试,距离为645米,系统传输速率为12.6 Gbps。这是在300 GHz频段内太赫兹双工系统所能实现的最远传输距离。

IEMN太赫兹无线通信研究负责人GuillaumeDucournau教授表示:"凭借我们在太赫兹技术方面的专业研究,例如,光电混频器、高速电子接收器和太赫兹仪器,我们致力于研究6G领域的新的技术,开发原型机和验证技术,为我们的合作伙伴提供先进的测量服务。为了应对未来的挑战,我们很高兴能够继续扩大与R&S的合作,为将来的工业化奠定坚实的基础。”

罗德与施瓦茨的技术经理TaroEichler表示:"我们很高兴与IEMN合作将电子和光子技术整合到太赫兹通信中,并希望将这种方法扩展到其他应用领域。我们的研究结果还将为例如最近成立的ETSI ISG THz行业规范组织以及其他标准化机构提供有价值的输入。"

R&S积极支持欧洲和亚洲的6G研究活动,同时也参与研究项目和行业联盟的工作,并与领先的研究机构和大学进行合作。该公司的测试和测量专业知识和解决方案为2030年进行商业部署的下一代无线通信打开了大门。