伦敦大学洛杉矶分校工程师创下无线数据发送速度新纪录

伦敦大学学院（UCL）的研究人员创造了一项新的无线传输世界纪录，有望实现更快、更可靠的无线通信。该团队在创纪录的5-150千兆赫（GHz）频率范围内以每秒938千兆比特（Gb/s）的速度成功发送了数据。这一速度比英国目前最佳的平均 5G 下载速度（每秒 100 兆比特 (Mb/s) 或超过1）快达 9380 倍。 145GHz 的总带宽比之前的无线传输世界纪录高出五倍多。

通常，无线网络使用无线电波在较窄的频率范围内传输信息。 目前的无线传输方式，如 wi-fi 和 5G 移动通信，主要在 6GHz 以下的低频工作。但这一频率范围的拥堵限制了无线通信的速度。

伦敦大学洛杉矶分校电子与电气工程系的研究人员首次将无线电和光学技术相结合，通过更广泛的无线电频率传输信息，从而克服了这一瓶颈。 《光波技术期刊》发表的一项新研究描述了这一成果。

预计这种对无线频谱的更有效利用将有助于满足未来三到五年内对无线数据容量和速度不断增长的需求；

这项研究的资深作者、英国伦敦大学电子与电气工程学院的刘志新博士说："当前的无线通信系统难以满足日益增长的高速数据访问需求，用户与光纤网络之间最后几米的容量阻碍了我们的发展。我们的解决方案是使用更多的可用频率来增加带宽，同时保持较高的信号质量，并提供访问不同频率资源的灵活性。 这就形成了超快、可靠的无线网络，克服了用户终端与互联网之间的速度瓶颈。我们的新方法首次将高速电子学和毫米波光子学这两种现有的无线技术结合起来，克服了这些障碍。 这种新系统能够以前所未有的速度传输大量数据，这对未来的无线通信至关重要。"

为了解决目前无线技术的局限性，UCL的研究人员开发了一种新方法，将在5-50千兆赫范围内性能良好的先进电子技术和在50-150千兆赫范围内性能良好的利用光产生无线电信息的光子学技术相结合。

研究小组通过将电子数模信号发生器与光基无线电信号发生器相结合，生成了高质量信号，从而可以在5-150千兆赫的宽频率范围内传输数据。

对无线技术的影响

最先进的通信网络依靠多种技术运行。 光纤通信系统可在各大洲之间以及从数据中心到居民家中长距离传输数据。 无线技术通常用于最后阶段，即短距离传输数据，例如通过无线网络从家用互联网路由器传输到与其连接的设备。

虽然构成现代通信网络骨干的光纤近年来在带宽和速度方面取得了长足进步，但如果在全球家庭、工作场所和公共场所最后几米传输信息的无线技术没有类似的进步，这些进步将是有限的。

加州大学洛杉矶分校开发的这项新技术有可能彻底改变各个领域，尤其是人们在家中和其他公共场所依赖的无线网络连接。

手机用户可以期待更快的移动互联网速度和更稳定的连接，5G 和以后的 6G 网络都将采用这种系统。 这将使更多人能够在人口稠密的城市环境或音乐会等大型活动中使用网络，而不会出现网速变慢的情况，或者为相同数量的用户提供更快的网速。

例如，一部两小时的 4k 超高清电影（数据量约为 14GB）以 100 Mb/s 的速度通过 5G 下载需要 19 分钟。 而使用新技术，下载只需 0.12 秒。

这项研究的作者、UCL 电子与电气工程研究所通信与互联系统（ICCS）主任伊扎特-达尔瓦泽赫（Izzat Darwazeh）教授说："无线技术的魅力在于它在空间和位置方面的灵活性。 它可以用于光缆布线具有挑战性的场合，例如包含复杂设备布置的工厂。

"这项工作使无线技术跟上了下一代数字通信基础设施中射频和光通信系统所实现的更高带宽和速度"。

虽然这项技术目前只在实验室中进行了演示，但目前正在着手制作一个可用于商业测试的原型系统。 如果这项工作取得成功，该技术将可在三到五年内应用于商业设备。

这项研究的作者、ICCS 联合主任兼 UCL 光网络小组负责人 Polina Bayvel 教授说："我们非常感谢UKRI和EPSRC对这项工作的支持，使我们能够在这些领域建立世界领先的测试平台和实验能力。 它们对英国国家通信基础设施的未来至关重要，而这是一项关键资源。"

这项工作得到了工程与物理科学研究理事会（EPSRC）的支持。