THz Communications in a Data Center: Channel Measurements, Modeling and Physical Layer Analysis

Eckhardt, Johannes, M.

doi:10.24355/dbbs.084-202405061045-0

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THz Communications in a Data Center : Channel Measurements, Modeling and Physical Layer Analysis

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German

In recent years, terahertz communication has increasingly attracted the attention of the industry, particularly in the context of forthcoming generations of mobile radio systems and novel industrial applications. Simultaneously, it has emerged as a focal point of interest within the scientific community, as well as among standardization and regulatory bodies.
The advances in semiconductor technology and radio frequency circuit design enable the exploitation of the low terahertz band and early system realizations have been realized.

As research progresses, the focus breaks down into more detailed and specific areas, particularly in the design and realization of concrete applications, to advance terahertz communication to the next technology readiness level. Inseparably linked to the application of the communication system is the mobile radio channel, which must be examined in detail for a successful system design.

This dissertation contributes to channel measurement and channel modeling in the context of terahertz links in a data center and analyzes the physical layer with regard to intersymbol interference through multipath propagation, impairments of radio frequency devices and interference from various sources.

In den letzten Jahren zieht die Terahertz-Kommunikation zunehmend die Aufmerksamkeit der Industrie auf sich, insbesondere im Kontext der bevorstehenden nächsten Generation von Mobilfunksystemen und neuen industriellen Anwendungen. Gleichzeitig kristallisiert sie sich als ein zentraler Interessenschwerpunkt sowohl in der wissenschaftlichen Forschungsgemeinschaft als auch in Regulierungs- und Standardisierungsgremien heraus.
Bei der Umsetzung erster Systemrealisierung sind die Fortschritte in der Halbleitertechnologie und im Design von Hochfrequenzschaltungen entscheidend, die die Nutzung der niedrigen Terahertz-Frequenzen ermöglichen.

Mit fortschreitender Forschung legt sich der Fokus auf detailliertere und spezifischere Bereiche, wie die Gestaltung und Realisierung konkreter Anwendungen, um die Terahertz-Kommunikation auf den nächsten Technologie-Reifegrad zu bringen. Dabei ist der zugehörige Mobilfunkkanal unzertrennlich mit der Anwendung des Kommunikationssystems verknüpft, der für eine erfolgreiche Systemauslegung detailliert untersucht werden muss.

Diese Dissertation leistet im Kontext der Terahertz-Kommunikation einen Beitrag zur Kanalmessung und Kanalmodellierung in einem Rechenzentrum und analysiert die Bitübertragungsschicht in Hinblick auf Intersymbolinterferenz durch Mehrwegeausbreitung, Beeinträchtigungen durch Hochfrequenzbauteile und Interferenzen aus verschiedenen Quellen.