中国研发出首款自适应、全频段、高速无线通信芯片
中国学者研发出首款基于光电融合集成技术的自适应、全频段、高速无线通信芯片,该成果于8月27日发表于国际顶级期刊《自然》,为未来6G通信发展奠定了重要硬件基础。
传统电子学硬件的“频段鸿沟”
长期以来,无线通信领域面临一个核心瓶颈:传统电子学硬件仅能在单个频段工作,不同频段的器件需依赖不同的设计规则、结构方案和材料体系,难以实现跨频段兼容。这导致高频段(数据资源丰富、速率极高但难远距传输)与低频段(穿透性强、覆盖广但容量有限)设备无法协同工作,形成“频段鸿沟”,限制了通信系统的灵活性和效率。
光电融合技术:破解跨频段难题
为打破这一局限,北京大学王兴军教授、舒浩文研究员与香港城市大学王骋教授团队合作,聚焦“超宽带光电融合无线收发引擎”研究。团队基于先进的薄膜铌酸锂光子材料平台,成功研制出一款集成芯片,具备三大核心能力:宽带无线与光信号高效转换、低噪声载波本振信号协调、数字基带调制,从原理上解决了跨频段工作的难题。
创新架构:实现全频段低噪声调谐
基于该核心芯片,团队进一步提出“集成光电振荡器(OEO)”架构,通过高精度光学微环谐振器对频率的精确选择与锁定,能够在超宽带范围内(0.5GHz至115GHz)任意生成低噪声载波与本振信号。
相比传统基于倍频器的电子学方案,这一架构实现里程碑式突破:首次覆盖近8个倍频程(0.5GHz-115GHz)的低噪声信号调谐,支持实时、灵活、快速重构。其核心优势在于,从原理上规避了传统倍频链因噪声累积导致的高频段相位噪声急剧恶化问题,一举克服了以往系统在带宽、噪声性能与可重构性之间难以兼顾的矛盾。
实验验证:满足6G通信峰值需求
实验数据显示,基于该芯片的创新系统可实现大于120Gbps的超高速无线传输速率,满足6G通信对峰值速率的要求。更重要的是,端到端无线通信链路在全频段内性能高度一致,高频段未出现传统方案中的性能劣化问题。这为6G通信在太赫兹乃至更高频段频谱资源的高效开发扫清了关键障碍。
未来展望:奠定“AI原生网络”硬件基础
该芯片将为“AI原生网络”提供核心硬件支撑。通过内置算法,芯片可动态调整通信参数以应对复杂电磁环境,同时赋能未来基站和车载设备,使其在数据传输时精准感知周围环境。此外,这一成果将拉动宽频带天线、光电集成模块等关键部件升级,带来从材料、器件到整机、网络的全链条技术变革,推动无线通信进入全频段智能协同的新阶段。找有价值的信息,请记住Byteclicks.com