超快速适应解决方案“Link Discovery”问题的Terahertz数据网络

不同频率的辐射从不同角度的漏水波导散发出来。此彩虹的频率是未来太赫兹数据网络的链接发现系统的基础。

当有人打开笔记本电脑时，路由器可以快速定位它并将其连接到本地Wi-Fi网络。这种能力是任何称为链接发现的无线网络的基本要素，现在研究人员团队已经开发了一种用太赫兹辐射来做它的手段，这是一天可以为超快速无线数据传输制造的高频波。

由于它们的高频率，太赫兹波可以携带数百次数据，而不是用于今天进行数据的微波。但是，高频率也意味着太赫兹波比微波传播不同。然而，微波从全方位广播中的源散发出来，太赫兹波在窄梁中传播。

“当你在谈论一个发出光束的网络时，它会引发关于你如何实际构建该网络的全部问题，”布朗工程学院教授Daniel Mittleman说。“其中一个问题是您可以考虑作为路由器的接入点如何，了解客户端设备的目标是为了瞄准它们。这就是我们在这里考虑的内容。“

在今天（4月24日）在自然通信发表的论文中，来自棕色和赖斯大学的研究人员表明，称为漏水波导的设备可用于在太赫兹频率下的链接发现。该方法使得能够被动地进行链接发现，并在一次拍摄中。

漏水波导的概念很简单。它只是两个金属板，它们之间的空间在辐射可以繁殖。其中一个板具有狭窄的狭缝切入其中，这允许稍微辐射泄漏。这项新的研究表明，该设备可用于通过利用其底层属性之一来用于链接发现和跟踪：不同的频率以不同的角度泄漏出狭缝。

“我们在单一脉冲中输入了各种太赫兹频率进入该波导，每一个都以不同的角度泄漏，”米饭和研究生研究生yasaman ghasempour说。“你可以认为它就像彩虹泄漏出来，每种颜色代表一个与角度相对应的独特的光谱签名。”

现在想象一个放置在接入点上的漏水波导。根据客户端设备相对于接入点的位置，它将看到从波导中出来的不同颜色。客户端只会将信号发送回到所说的接入点，“我看到黄色”，现在接入点确切知道客户端的位置，并且可以继续跟踪它。

“这不仅仅是关于发现链接一次，”Yasaman说。“实际上，随着客户端移动，需要不断调整传输方向。我们的技术允许超快适应，这是实现无缝连接的关键。“

该设置还在客户端使用泄漏的波导。在那一侧，通过波导中的狭缝接收的频率范围可用于确定路由器相对于设备的局部旋转的位置 - 当有人在使用笔记本电脑时旋转椅子时。

Mittleman说，在太赫兹领域中找到一种使链接发现工作的新方法很重要，因为微波中的链路发现的现有协议根本不会用于太赫兹信号。甚至对于为蓬勃发展的5G网络开发的协议，这比标准微波的定向得多，也不是太赫兹的不可行。这是因为狭窄的5g梁是，它们仍然比太赫兹网络中的光束宽10倍。

“我认为有些人已经假设从5G有点方向，这个问题已经解决了，但5G解决方案根本不可扩展，”米特勒说。“需要一个全新的想法。这是您需要开始建立太太网络的基本协议片之一。“

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参考：Yasaman Ghasempour，Rabi Shrestha，Aaron Charouts，Edward Knightly和Daniel M.Mittleman，2020年4月24日，自然信息，亚马·赫斯特哈，亚伦·奇特，爱德华骑士和丹尼尔·坎普尔·骑士和Daniel M.Miittleman。
10.1038 / s41467-020-15761-4

本文的其他共同作者是棕色大学的拉比谢热哈，以及来自赖斯大学的爱德华骑士。该工作得到思科，英特尔和国家科学基金会的支持。