1、140GHz 高速无线通信技术研究摘 要：文章首先介绍了高速无线通信技术的发展，然后分析了140GHz高速无线通信系统的实验过程与结果分析，最后分析了 140GHz高速无线通信技术在 McWill中的应用。 关键词：140GHz 无线通信技术 发展 客户端 在科学技术的不断发展下，无线通信技术也取得了较大进步，进入了数字化时代。通信技术的进步改变了人们的工作方式、思想交流方式、文化教育方式以及管理方式。与光纤通信相比，无线通信有着更加方便以及投资少等优点，人们在户外活动中可以不受限制地使用网络，生活更加便捷与多彩。 一、高速无线通信技术的发展 太赫兹频段凭借其优越的物理特性在雷达、通信以及特征
2、频谱检测等方面显露出了很大的应用前景，其可以利用频段的宽带特性有效提高高速通信的容量，提高通信速率。2004 年，日本的 NTT公司首先实现了以 UTC-PD为基础的 120 GHz10Gbps无线通信系统，其是一种非线性光混频通信系统。2009 年，NTT 公司以 0.1微米的 InP HEMT MMI C集成芯片作为系统核心实现了 120 GHz10Gbps无线通信系统。而美国的 Asyrmatos 通信系统公司则研发了 140GHz频段的 10Gbps数据传输与收发系统，其无线传输距离可达 4.8千米。之后加拿大多伦多大学研发了基于 SiGe HBT MMIC技术和 SiGe BiCMO
3、S MMIC技术的 140GHz接收机，实现了书迷距离内的 4Gbps无线通信。到 2010年，IAF 已经研制出了以 MMIC为基础的 260到 304GHz范围内的接收机，其所具备的性能几乎可以媲美肖特基接收机。 二、140GHz 高速无线通信系统的实验过程与结果分析 1.实验过程 该实验系统主要包括发射端和接收端这两个组成部分，首先，在发射端对需要传输的文件进行编码以及调制，生成文件。波形发生器会根据文件的信息输入产生带宽为 3.6GHz、中心频率为 6GHz的中频信号，该信号会经过 Ka频段本振并被中频处理模块放大，传递到 140GHz发射机上。发射端和接收端的天线均为 25dB增益的
4、宽波束喇叭，其远场距离按照 0.5625米计算，为此，本次实验将传输距离定为 0.5米。在接收端，接收到的信号会在肖特基二极管的混频器下被还原为中频信号并输出。 2.实验结果分析 140GHz 发射机在中频信号为-5dB 米的输入情况下，输出功率达到-3dB米，饱和输出功率为 0dB米。连接发射机与接收机，利用适量分析仪对所获得的信号增益测试曲线进行分析，得到中频信号的输入功率为-30dB米，说明直连通道的增益也大于 0dB米。 假定天线的噪声温度为 290K，放大器的噪声系数为 6dB，混频器的噪声温度为 600K，在不考虑元器件耗损的情况下，可以计算出接收机的噪声温度为 2200K。 在
5、3.6GHz带宽以及 135.4GHz的中心频率等已知条件下，无线通信链路的各项性能如下：工作频段为 133.8137.4GHz 范围内，输出功率为-3dB 米，链路的空间整体损耗为-21dB 米，接收链路的中频输出功率为-26 dB米，接收端的载噪比为 45.6dB米，全向辐射的有效功率为22dB米。重复试验结果显示，系统传输的误码率低于 1e-6。在考虑器件耗损以及其它影响因素的情况下计算得到 1.5千米距离条件下的接收器载噪比为 31.7dB，符合数字解调器的要求，因此我们认为该实验系统可以实现 1.5千米的无线通信。 三、140GHz 高速无线通信技术的应用 高速无线通信技术有着传输速
6、度快、安全性高、稳定性好等优势，在很多领域都得到了广泛应用。本文以高速无线通信技术在 Mc Will中的应用为主进行详细介绍。 1.Mc Will 系统的应用优势 1.1Mc Will 系统可以提供宽窄带一体化服务 Mc Will同时支持数据业务、语音业务、多媒体，是语音数据一体化的宽带无线接入系统。 1.2Mc Will 系统的容量非常高 Mc WiLL单基站的载频宽带为 5MHz，最高吞吐量可以达到 15 Mbit/s，其终端的最高吞吐量为 3 Mbit/s，可以同时支持 300条线路进行语音和移动性宽带接入系统。 1.3 终端形式丰富 Mc Will系统支持 PCMCIA卡、无线伴侣、桌
7、面式 CPE以及有/无线话机等终端类型，既可以与 PC、POTS 电话等设备直接连接起来使用，也可以以 IAD、以太网交换机等设备作为载体来扩展终端数量，以便开发中小企业用户、家庭用户以及各种行业用户。 2.Mc Will 系统的应用 Mc Will系统主要应用于无线宽带业务中，具体分为三种：第一，小区用户。为已经装有 ADSL或者小区宽带等宽带服务、没有宽带接入装备的旧楼以及即将完成建设的小区用户提供接入服务；第二，个人商业用户。采用发展 PCMCIA卡的方式来满足用户的便携上网需求，可以采用按流量或按照时长收费这两种计费方式；第三，中小型企业用户。主要为中小企业提供电话业务、宽带上网和传真
8、业务，提高企业办公的移动化和信息化。 四、结束语 综上所述，随着通信技术的不断发展，140GHz 高速无线通信技术也得到了越来越广泛的应用。本文利用发射端和接收端这两个部分构成的实验系统对 140GHz高速无线通信技术的性能进行了检测。首先在发射端对需要传输的文件进行编码以及调制，生成文件，然后去会转换为带宽为 3.6GHz、中心频率为 6GHz的中频信号传递到 140GHz发射机上。实验结果显示该系统符合数字解调器的要求，因此我们认为该实验系统可以实现 1.5千米的无线通信。高速无线通信技术有着传输速度快、安全性高、稳定性好等优势，在很多领域都得到了广泛应用。高速无线通信技术在 Mc Will中的应用主要体现在无线宽带业务方面，包括小区用户、个人商业用以及中小型企业用户这三种类型，可以满足不同用户的不同需求。 参考文献 1王成，林长星，邓贤进.140GHz 高速无线通信技术研究J.电子与信息学报，2011（09） 2林长星，张健，邵贝贝.高速无线通信技术研究综述J.信息与电子工程，2012（04）
