Activación del sistema de comunicación de terahercios para alcances de varios kilómetros

Los investigadores han ideado una forma de habilitar las comunicaciones de frecuencia de terahercios mediante la mejora de las técnicas de modulación.

Con la introducción de la tecnología 5G, surgen nuevas preguntas y curiosidad por expandir el estándar tecnológico para las redes celulares de banda ancha (5G). Ingenieros de todo el mundo ahora están trabajando en sistemas que podrían acelerar aún más la comunicación. La próxima generación de redes de comunicación inalámbrica 6G y superiores requerirá tecnologías que permitan la comunicación en bandas de frecuencia de subterahercios y terahercios (es decir, de 100 GHz a 10 THz).

El equipo quería demostrar la viabilidad de los enlaces de comunicación a frecuencias superiores a 100 GHz para rangos superiores a 1 km de frontera a velocidades de datos superiores a 1 Gbps. El sistema que propusieron superó sus expectativas y permitió la comunicación con un alcance de más de 2 km y una velocidad de datos de más de 1 Gbit/s.

Los investigadores dicen que la novedad clave que hace que su sistema sea único es la forma en que modulan la señal portadora de terahercios con la información para la transmisión. A diferencia de los sistemas tradicionales donde un mezclador (el dispositivo que agrega la información a la señal) está presente en el transmisor justo después de los multiplicadores de frecuencia que convierten una señal de frecuencia más baja a la banda de terahercios y antes de la antena, este sistema tiene la potencia suficiente para explotar la batidora.

Para superar los desafíos del suministro de energía asociados con el problema que estaban abordando, los Dres. Thawdar, Dr. Jornet y sus colegas tienen dos soluciones plausibles. El primero implicó modular el oscilador local en su sistema y luego convertirlo a frecuencias de terahercios, mientras que el segundo involucró modularlo a través de un proceso llamado multiplicación de frecuencia mientras las señales estaban a la mitad.

Ambas estrategias les permitieron agregar información y mantener la potencia de salida máxima deseada. Su único requisito adicional era realizar un procesamiento de señal adicional para compensar previamente la distorsión introducida por los multiplicadores de frecuencia.
Estos resultados pueden abrir interesantes posibilidades para la comunicación en bandas de frecuencia extremadamente alta. En el futuro, este trabajo podría estimular el estudio de aplicaciones aún más sofisticadas, como el uso de comunicaciones de terahercios para enlaces satelitales y espaciales.

Referencia: Priyangshu Sen et al, Multi-Kilometer and Multi-Gigabit-per-Second Sub-Terahertz Communications for Wireless Backhaul Applications, naturaleza electronica (2022). DOI: 10.1038/s41928-022-00897-6.