科技日報北京11月11日電 （記者張佳欣）美國萊斯大學(xué)研究人員與洛斯阿拉莫斯和桑迪亞國家實驗室合作，開發(fā)出一種新型信號控制方法，可在信號發(fā)出瞬間確定其方向位置，精度達(dá)0.1度，比現(xiàn)有技術(shù)提高約10倍。這一成果就像給6G通信信號裝上了“瞬時GPS”，有望解決6G網(wǎng)絡(luò)高頻信號難以快速對準(zhǔn)的問題，為超高速數(shù)據(jù)通信奠定技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表于最新一期《通信工程》雜志。

高頻頻段預(yù)計將成為未來6G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵支撐，可滿足無線虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備、實時感知系統(tǒng)等高數(shù)據(jù)應(yīng)用需求。然而，高頻信號在空氣中傳播衰減很快，且難以穿透障礙物，這意味著發(fā)射器和接收器必須通過狹窄的“視距直連”建立聯(lián)系，而不能像Wi-Fi那樣彌散連接。

此次，研究團(tuán)隊開發(fā)出的方法使這類連接幾乎可以瞬間建立。該方法可在極短時間內(nèi)以極高精度估算信號角度，使無線鏈路以極低延遲快速建立或恢復(fù)，從而讓設(shè)備在毫秒甚至皮秒級時間內(nèi)自動完成相互識別與對準(zhǔn)，為實現(xiàn)超高數(shù)據(jù)通信提供可能。

該方法就像一座“能發(fā)出多種顏色光線的燈塔”，每種顏色光線的強(qiáng)度在不同方向上隨機(jī)變化。無線發(fā)射器相當(dāng)于“燈塔”，接收器相當(dāng)于“船只”，而多色光線對應(yīng)無線電波。每種顏色光線的強(qiáng)度在不同方向上隨機(jī)變化，“船只”可根據(jù)接收到的顏色組合和強(qiáng)度，推算出相對于“燈塔”的精確位置。

為了實現(xiàn)這一設(shè)想，團(tuán)隊使用了一種超薄電子表面。該表面可在信號照射后將其散射成依賴于波的方向與頻率的獨特圖案。每個方向都會產(chǎn)生獨一無二的“電磁指紋”，接收端只需與預(yù)先建立的信號庫進(jìn)行比對，就能在幾皮秒（萬億分之一秒）內(nèi)確定信號來源。

【總編輯圈點】

這項科技成果讓設(shè)備和信號在短時間內(nèi)精準(zhǔn)“鎖定”彼此的位置，從而建立高速穩(wěn)定的連接。這是一項基礎(chǔ)性突破，解決了6G信號難以快速對準(zhǔn)的問題，為6G的廣泛應(yīng)用掃除了障礙。無線VR、全息通信、遠(yuǎn)程精準(zhǔn)手術(shù)等需要瞬間傳輸海量數(shù)據(jù)的應(yīng)用，都依賴于6G幾乎零延遲的快速連接能力。能對信號進(jìn)行精準(zhǔn)定位和快速接收后，6G網(wǎng)絡(luò)會更加智能可靠，智慧城市也能從愿景變?yōu)楝F(xiàn)實。