近日，复旦大学余建军教授团队与北京邮电大学余建国教授及我校自动化学院赵峰教授合作，首次成功在光载无线通信系统中实现4.6km无线距离的亚太赫兹W波段毫米波信号高速传输实验演示，其单信道传输速率和无线距离的乘积高达218.27 (Gb/s)·km。相关成果以“OFDM-PS-256QAM signal delivery at 47.45 Gb/s over 4.6-kilometers wireless distance at the W band”为题发表在Optics Letters上。

该研究团队提出了一个可实现超高速率、远距离的光载毫米波通信系统。该系统可实现88.5 GHz OFDM-PS-256QAM信号在10 km光纤和4.6 km无线链路上传输，传输净速率高达47.45 Gb/s，频谱效率为4.97bit/s/Hz，单信道传输速率和无线距离的乘积高达218.27 (Gb/s)·km，其光载毫米波传输系统在距离和速率上均创历史新高。系统原理及实验装置图如图1所示。此外，研究还将概率整形（PS）技术与高阶正交幅度调制（QAM）相结合，从而有效减少光电器件非线性效应带来的影响，提高系统的频谱效率和传输能力，发送端产生稳定的W波段PS-256QAM毫米波信号星座图，如图2所示。该团队创新性地采用一对喇叭天线和透镜的组合代替卡塞格伦天线，从而实现远距离的传输。实验装置照片和无线路径地图测量如图3所示。在无线接收端，W波段信号首先由具有30 dB增益的低噪声放大器增强，然后经混频器下变换为13.5 GHz的中频信号，经电放大器放大后最终由示波器采样接收，接收中频信号的时域波形和电谱如图4所示。

该项成果为提高太赫兹毫米波通信系统的传输距离和数据速率提供了极大的参考价值，并将在超5G网络中发挥重要作用。

图1光载无线传输系统的原理及实验装置图

图2发射端产生的PS-256QAM星座图

图3实验装置照片和无线路径地图测量

图4采样后中频信号的(a)时域波形和(b)电谱