近日，电子科技大学太赫兹通信科研团队在《自然-通讯》(Nature Communications）上发表了题为“High-Speed 0.22 THz Communication System with 84 Gbps for Real-Time Uncompressed 8K Video Transmission of Live Events”的研究论文（Nature Communications, 15, 8037 (2024).）。
太赫兹通信具有传输速率高、易于实现通信感知一体化等优势，在未来移动通信、空间通信等领域具有重要应用前景。然而，太赫兹通信的实际应用仍然面临高速信号处理复杂度高、太赫兹射频器件性能受限、支持高速实时业务的太赫兹通信系统研制难度大等挑战。
针对上述挑战，团队在高速信号处理、射频器件研制和系统设计开发三个方面取得了重要进展：在高速信号处理方面，设计低峰均比的16QAM-OFDM信号格式，提出低开销的同步、编译码和射频非理想性校正方法，研制出低复杂度的高速基带电路；在射频器件研制方面，建立高精度的太赫兹射频电路模型，提升太赫兹倍混频器件的功率容量和噪声性能，研制出高性能的太赫兹射频前端；在系统设计开发方面，采用频分复用、IQ采样和并行处理架构，降低对AD/DA和FPGA等器件性能的技术要求，支持超高清视频业务的实时传输。
在关键技术攻关的基础上，团队研制出自主可控的太赫兹高速实时通信系统，实现了1.26公里距离84 Gbps传输速率，达到国际前沿水平。本成果研制的太赫兹高速实时通信系统于2023年成功运用于成都第31届世界大学生夏季运动会田径赛场（如图1和2），首次实现体育赛事无压缩8K超高清视频的实时无线传输，跨出太赫兹通信技术从实验室到实际应用场景的重要一步。
图1 未来基于太赫兹无线通信系统的体育赛事转播超高清视频传输概念图
图2 太赫兹高速通信系统在成都第31届世界大学生运动会田径赛场
电子科技大学为该工作的第一完成单位，通信抗干扰全国重点实验室博士生刘轲为论文第一作者，陈智教授为论文通讯作者，电子科学与工程学院张波教授、丰益年副教授，上海交通大学韩充副教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。
