我學者提出拍赫茲通信新框架 助力未來6G發展

記者近日從中國科學技術大學獲悉，該校徐正元教授領銜的聯合團隊，日前在國際學術期刊《數字通信與網路（英文）》上發表了一篇名為“拍赫茲通信：用於無線通信的光譜融合”的研究論文，為第六代行動通訊（6G）的發展提供了新思路。

第五代行動通訊（5G）已進入商業化部署階段，各國紛紛瞄準未來6G行動通訊展開相關研究工作，力圖搶佔技術“快車道”。為實現全頻譜和空間全覆蓋的終極目標，在梳理所有可用的無線通信頻段，排除具有強輻射且對人體有害的X光波段以及太赫茲頻段後，拍赫茲頻段成為僅剩的可用通信頻譜資源。

拍赫茲通信擁有超大頻寬和超高空間分辨能力，能相容匹配多種形態的新型移動終端和空天地海的全空間應用場景，比如室內超大頻寬互聯、高精度定位、大規模工業機器通信、車聯網、水下物聯網、空間網際網路等，滿足人機物的互通互聯。

近年來，針對特定應用場景，學術界和産業界曾嘗試以多種光波作為資訊載體的無線光通信技術，但這些技術僅使用拍赫茲頻段內的碎片化頻譜，嚴重制約了通信網路全局資源的優化，也不能很好地適應多種應用環境和不同類型終端，甚至無法滿足用戶特殊的資訊安全和抗干擾要求。

上述研究首次提出了拍赫茲通信新體系框架，突破了傳統肉眼視覺的光譜分段方法，有機融合紅外光、可見光和紫外光多段頻譜，實現拍赫茲全頻段的有效開發利用。通過頻譜感知智慧選擇波長與空間通道，該研究揭示了全頻段信號傳輸特性和環境噪聲影響，展現了拍赫茲通信在室內、室外和水下等全空間場景下的通信距離和數據速率性能極限，比如室內速率高達幾十太比特每秒（Tbps）、水下距離遠至500米，並挖掘了拍赫茲載波潛在的偏振和角動量維度特徵以用於信號調製與復用，能實現通信鏈路和網路的靈活智慧配置，服務於全息通信等新型高速業務與應用。