Creation of direct demultiplexing method and circuit in THz-domain for THz-wave OFDM sub-carrier channels

太赫兹波正交频分复用子载波信道的太赫兹域直接解复用方法和电路的创建

• 批准号: 22H00219
• 负责人: 瀧口 浩一
• 金额: $ 26.37万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00219/
• 关键词: THz帯無線通信; OFDM通信; THz帯領域直接信号処理; 干渉計; 集積回路; THz帯無線通信; OFDM通信; THz帯領域直接信号処理; 干渉計; 集積回路

マッハツェンダ干渉計（MZI）、あるいはマイケルソン干渉計（MI）からなるTHz帯OFDM信号チャネル分離用THz帯フーリエ変換回路を、バルク素子を用いて実現することを目指した。具体的には、以下の内容を実施した。(1) MZI型・MI型フーリエ変換回路の計算による基本特性の把握、比較を行った。また、この結果に基づき、MZI型干渉計構成のフーリエ変換回路、および回路評価・信号分離実験系を構築した。FSR 50 GHz、分離チャネル数4の回路を実現した。(2) フーリエ変換回路の特性評価、回路を活用した信号分離実験を300 GHz帯で行った。容量50 Gbit/s（4 ch x 12.5 Gbit/s）の2値OOK-OFDM信号のチャネル分離実験を行った。現状、4 ch x 7.0 Gbit/s（周波数利用効率0.56）のFDM信号の分離を実現しているが、OFDM信号の分離は未完了で、現在も検討を継続している。また、計画外の内容として、以下の関連する成果を得た。(3) 集積型非対称マッハツェンダ干渉計型光信号エミュレータとフォトミキシングで生成した300 GHz帯のPAM4信号を用いて、25 GbaudのTHz帯PAM4通信を実現し、簡易型のTHz帯大容量無線通信に道を拓いた。また、新規周波数シンセサイザを提案し、実証ボードを用いて動作検証を行った。位相補間回路によりアキュムレータ出力の周期的なジッタを著しく抑圧でき、スプリアスレベルは、アキュムレータ出力の-2.2 dBに対して、-55.7 dBまで大幅に抑圧できることを確認した。(4) AWGペアと固定遅延線アレイから構成され、2値強度変調光信号の時間・波長領域2次元符号/復号化を行う集積型光信号暗号化回路を実現し、初期動作を検証した。また本構成を、40 Gbaud光PAM4信号の波長分散補償にも適用した。

目的是实现由Mach-Zehnder干涉仪（MZI）或使用散装元素组成的THZ带信号通道分离的Thz带傅立叶变换电路。具体而言，进行了以下操作：（1）计算并比较了MZI-Type和Mi-Type傅立叶变换电路的基本特性。基于这些结果，构建了具有MZI干涉仪结构和电路评估和信号分离实验系统的傅立叶变换电路。已经实现了FSR为50 GHz和4个单独通道的电路。 （2）在300 GHz频段中对傅立叶变换电路和信号分离实验进行了特征评估。对二元OOK-OFDM信号进行了通道分离实验，其容量为50 GBIT/s（4 CH x 12.5 GBIT/s）。当前，FDM信号分隔为4 ch x 7.0 Gbit/s（频率利用效率：0.56），但是OFDM信号尚未分开，仍在研究中。此外，获得以下相关结果作为外观含量：（3）使用集成的不对称的Mach-Zehnder干涉仪型光学信号模拟器和300 GHz PAM4信号通过光粘合而产生的300 GHz PAM4信号，25 GBAUD THZ PAM4通信实现了，为简单的THZ高可耐用无线通信开辟了道路。我们还提出了一个新的频率合成器，并使用演示板进行了操作验证。已经证实，相位插值电路可以显着抑制累加器输出的周期性抖动，并且与累加器输出的-2.2 dB相比，伪造水平可以显着抑制至-55.7 dB。 （4）实现了由AWG对和固定延迟线阵列组成的集成光信号加密电路，该电路实现了二进制强度调制光信号的二维编码/解码，并验证了初始操作。该配置也适用于40 GBAUD光学PAM4信号的色散补偿。