趙金保

摘要：如今，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們?cè)谏钪幸矐?yīng)用到了更多的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，因此，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的要求也是越來(lái)越高。對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的無(wú)線通信的速度要求也是越拉越高。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，高速無(wú)線通信技術(shù)的研究也取得了很大的進(jìn)步。但目前來(lái)說(shuō)，140GHz高速無(wú)線通信技術(shù)還存在著輻射功率低以及較復(fù)雜的調(diào)節(jié)調(diào)制過(guò)程的缺點(diǎn)，同時(shí)受到天氣影響，高速無(wú)線通信的過(guò)程也會(huì)受到一定程度的影響。本篇文章通過(guò)對(duì)太赫茲通信驗(yàn)證系統(tǒng)、光通信驗(yàn)證系統(tǒng)以及微波毫米波通信系統(tǒng)的研究分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)太赫茲通信驗(yàn)證系統(tǒng)在140GHz無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用中最為廣泛。

關(guān)鍵詞：高速；無(wú)線通信技術(shù)；太赫茲通信驗(yàn)證系統(tǒng)

前言

如今隨著人們生活節(jié)奏的不斷提高，人們對(duì)信息傳輸速度的要求也是越來(lái)越高。對(duì)于不同領(lǐng)域要求的高低也是不同的。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2011年激光雷達(dá)的傳輸速率為160Mbps，而隨著技術(shù)的不斷提高，預(yù)計(jì)到2022年激光雷達(dá)的傳輸速率將達(dá)到2Gbps以上。同時(shí)，根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局的相關(guān)數(shù)據(jù)表明，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾蕦?008年的900Mbps提升到2022年的120Gbps。同時(shí)，將來(lái)為了滿足人們對(duì)無(wú)線傳輸速度的更高要求，近來(lái)我們也需要投入更多的人力和物力在無(wú)線傳輸速率方面進(jìn)行研究，以達(dá)到更高的無(wú)線傳輸速率。

一、微波毫米波通信系統(tǒng)

最開(kāi)始對(duì)微波毫米波通信系統(tǒng)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)难芯渴窃?970年由外國(guó)人發(fā)起的，對(duì)年以來(lái)也已經(jīng)取得了相當(dāng)成功的研究成果。在數(shù)據(jù)傳輸方面美國(guó)采取的是衛(wèi)星數(shù)字處理技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)是由40個(gè)124MHz組成，能夠提供更多的通信容量。

二、光通信系統(tǒng)

在光通信系統(tǒng)中，無(wú)線光通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)在優(yōu)點(diǎn)方面是相同的，不同的是二者傳播的媒介不同。無(wú)線光通信是在激光通信之后出現(xiàn)的一種新的通信方式，但在后來(lái)的光纖通信技術(shù)得到更好的發(fā)展之后，無(wú)線光通信技術(shù)受到天氣影響的問(wèn)題便日漸凸顯。無(wú)線光技術(shù)也只能在晴朗天氣或者小雨的情況下使用，遇到惡劣天氣，無(wú)線光通信的傳輸質(zhì)量就會(huì)直線下降。同時(shí)，根據(jù)最新的研究結(jié)果顯示，因?yàn)楝F(xiàn)階段無(wú)線光通信系統(tǒng)的配件設(shè)施問(wèn)題，無(wú)線光通信系統(tǒng)在傳輸距離小于一千米的情況下，其傳輸質(zhì)量才能達(dá)到最高水平，因此目前無(wú)線光通信系統(tǒng)還不適合應(yīng)用到商業(yè)營(yíng)運(yùn)中。

三、太赫茲通信驗(yàn)證系統(tǒng)

太赫茲波作為一種電磁波，其波長(zhǎng)范圍是3mm～30μm，頻率范圍是0.1～10THz，從太赫茲波發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在，一共經(jīng)歷了三個(gè)階段。如今，科研人員在太赫茲波的研究方面有了新的突破，就是準(zhǔn)備將量子理論和電磁理論相結(jié)合，組成一種新的太赫茲物力理論，如果這項(xiàng)研究取得成功，則能夠大大提高太赫茲源的傳輸功率和傳輸效率。

目前，太赫茲通信系統(tǒng)所采用的都是ASK調(diào)制，這種調(diào)制方式最好的作用就是使得太赫茲通信系統(tǒng)變的更加簡(jiǎn)潔，但相對(duì)應(yīng)的是同時(shí)也降低了整個(gè)系統(tǒng)的頻譜效率，最終也嚴(yán)重影響到了太赫茲通信系統(tǒng)的傳輸速率，導(dǎo)致數(shù)字通信中的信道失真補(bǔ)償不能使用。隨著技術(shù)水平的不斷提高，16QAM高速數(shù)字調(diào)節(jié)技術(shù)的提出，則有效提高了頻譜效率，更好的利用了寬帶，同時(shí)，16QAM高速數(shù)字調(diào)節(jié)技術(shù)，在提高頻譜效率的基礎(chǔ)上，也滿足了電真空器件在工作中的基本要求，彌補(bǔ)了太赫茲通信系統(tǒng)的不足，大大提高整個(gè)通信系統(tǒng)的輻射效率。正因?yàn)榇耍?6QAM高速數(shù)字調(diào)節(jié)技術(shù)才得以在整個(gè)太赫茲通信系統(tǒng)中被廣泛使用。該系統(tǒng)是由140GHz無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)射端和接收端共同組成，在無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)射端通過(guò)一系列操作將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)文件進(jìn)行16QAM調(diào)制，生成進(jìn)的數(shù)據(jù)文件，然后將調(diào)制成的文件經(jīng)過(guò)中頻處理模塊的鏈路之后傳輸?shù)?40GHz系統(tǒng)中，最后通過(guò)140GHz無(wú)線通信系統(tǒng)變頻頻段發(fā)射。在發(fā)射端采取的措施是將數(shù)據(jù)文件進(jìn)行里德-索洛蒙嗎編碼和16QAM調(diào)制，在中頻信號(hào)中，經(jīng)過(guò)Ka頻段和中頻處理器的中頻鏈路放大后，再傳遞到140GHz無(wú)線傳輸系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)，再通過(guò)肖特基二極管混頻器變頻為133.8-137.4GHz頻段然后進(jìn)行發(fā)射。在發(fā)射和接受過(guò)程中，發(fā)射端和接收端均采用的是25db增益的寬波束喇叭，在此次實(shí)驗(yàn)中，無(wú)線傳輸距離為0.5米。在接收端上，無(wú)線傳輸系統(tǒng)在接收數(shù)據(jù)文件之后，再通過(guò)系統(tǒng)接受機(jī)內(nèi)的肖特基二極管次混波混頻器將數(shù)據(jù)信號(hào)恢復(fù)出IF信號(hào)，以滿足示波器的采樣需求。在生成采樣文件后，會(huì)將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)利用操作軟件進(jìn)行調(diào)解和解碼，恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)文件。

在140GHz無(wú)線通信系統(tǒng)中的發(fā)射和接受端，最重要的就是肖特基二極管的140GHz二次諧波混頻器。在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的64.8GHz頻段信號(hào)都是在外界輸入的32.4GHz信號(hào)的基礎(chǔ)傷經(jīng)過(guò)倍頻放大得到，同時(shí)在這個(gè)過(guò)程中會(huì)受到本振源的雜散、相位噪聲以及頻率的穩(wěn)定性的影響。而發(fā)射機(jī)和接受機(jī)所接收到的32.4GHz本振則是由Ka本振和中頻處理模塊經(jīng)過(guò)二倍頻放大、濾波后給出的。在這個(gè)模塊中另外一個(gè)作用就是提供中頻放大鏈路，將發(fā)射端的IF放大鏈路增加到27db，將接收端IF增加到57db。在太赫茲通信系統(tǒng)中使用16QAM調(diào)節(jié)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)10Gbps的數(shù)據(jù)高速傳輸。同時(shí)，因?yàn)樵谡麄€(gè)調(diào)制調(diào)節(jié)的過(guò)程中主要還會(huì)受到信道的福相均衡性能的影響，因此為了降低系統(tǒng)傳輸過(guò)程中的失誤率還需要結(jié)合使用信道失真特性補(bǔ)償和信源編碼。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析得知，在幾項(xiàng)通信系統(tǒng)中，唯有太赫茲無(wú)線傳輸系統(tǒng)對(duì)140GHz無(wú)線通信系統(tǒng)在高速傳輸?shù)倪^(guò)程中，真正實(shí)現(xiàn)1.5千米的10Gbps的無(wú)線傳輸。同時(shí)，又對(duì)太赫茲高速無(wú)線傳輸系統(tǒng)做出了詳細(xì)的分析，論述了太赫茲高速無(wú)線傳輸系統(tǒng)的原理和具體實(shí)現(xiàn)方式，提出了在肖特基二極管技術(shù)和告訴數(shù)字調(diào)節(jié)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行無(wú)線傳輸?shù)?40FGz無(wú)線通信系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了0.5米10Gbps無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸實(shí)驗(yàn)以及高清視頻的傳輸實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明可以實(shí)現(xiàn)1.5千米的10Gbps無(wú)線傳輸。

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