基于正交时延多普勒分路复用调制的太赫兹通信感知一体化方案

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作者 李美琳 韩充 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期829-841,共13页

太赫兹频段被认为可实现太比特每秒的通信速率并实现高精度感知,因此太赫兹通信感知一体化是未来无线通信系统的关键技术。该文聚焦于一种时延多普勒域波形——正交时延多普勒分路复用(ODDM)调制,提出了一种基于ODDM的太赫兹通信感知一... 太赫兹频段被认为可实现太比特每秒的通信速率并实现高精度感知,因此太赫兹通信感知一体化是未来无线通信系统的关键技术。该文聚焦于一种时延多普勒域波形——正交时延多普勒分路复用(ODDM)调制,提出了一种基于ODDM的太赫兹通信感知一体化传输方案。针对现有信号模型的局限性,该文推导了一种更为通用的离网ODDM调制输入/输出关系,突破了信道路径时延和多普勒频移必须为其分辨率整数倍的假设限制。针对ODDM符号检测问题,该文基于共轭梯度的时域信道均衡器优化计算复杂度,发现ODDM相比OFDM具有针对多普勒效应更高的鲁棒性。最后,该文设计了一种多目标感知估计算法,该算法能够在低复杂度下实现高精度估计,其多目标估计精度与克拉美罗下界相近。 展开更多

关键词 通信感知一体化 太赫兹频段 正交时延多普勒分路复用调制 时延多普勒域波形 感知估计

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太赫兹通信感知一体化波形:现状与展望 被引量：25

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作者 尉志青 冯志勇 +2 位作者 李怡恒 马昊 贾锦竹 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期3-10,共8页

面向6G时代机器通信、沉浸式业务对高精度感知与高速率通信的需求,通信感知一体化技术应运而生。基于此,针对太赫兹通信感知一体化波形的场景、波形设计方法和未来展望进行了阐述和总结。首先,概括了太赫兹通信感知一体化波形设计所面... 面向6G时代机器通信、沉浸式业务对高精度感知与高速率通信的需求,通信感知一体化技术应运而生。基于此,针对太赫兹通信感知一体化波形的场景、波形设计方法和未来展望进行了阐述和总结。首先,概括了太赫兹通信感知一体化波形设计所面临的场景与需求,包括感知辅助通信场景、感知催生的新业务场景等。然后,从太赫兹电磁波的传播特点、太赫兹器件的特点、通信与感知对波形的要求等方面,分析了太赫兹通信感知一体化波形的特点,综述了太赫兹通信感知一体化波形的研究现状。最后,指出了太赫兹通信感知一体化波形的未来研究方向。 展开更多

关键词 太赫兹 通信感知一体化 波形设计

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多频段协同通信的新机遇——太赫兹通信感知一体化 被引量：6

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作者 胡田钰 李玲香 陈智 《中兴通讯技术》 2022年第4期14-18,共5页

随着下一代移动通信系统(6G)的不断推进,太赫兹(THz)通信感知一体化技术将成为多频段协同通信技术的新机遇。THz通信技术对多维度、多粒度感知能力的迫切需求将助力多频段协同技术的新发展。提出面向THz通感一体化的多频段协同技术,认... 随着下一代移动通信系统(6G)的不断推进,太赫兹(THz)通信感知一体化技术将成为多频段协同通信技术的新机遇。THz通信技术对多维度、多粒度感知能力的迫切需求将助力多频段协同技术的新发展。提出面向THz通感一体化的多频段协同技术,认为可以通过感知协同和通信协同来提升THz通信性能。通过两个典型实例论述了面向THz通感一体化的多频段协同的关键技术和挑战。 展开更多

关键词 多频段协同通信 太赫兹通信感知一体化 太赫兹通信 6G

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面向6G的太赫兹通信感知一体化 被引量：14

4

作者 李玲香 谢郁馨 +1 位作者 陈智 李少谦 《无线电通信技术》 2021年第6期698-705,共8页

未来6G将会是一个遍布通信链路的分布式神经网络,融合生物物理世界与数字世界,感知万物、联接万物,从而实现万物智联。面向6G的太赫兹通信感知一体化技术被设想为支持未来6G智慧生活的关键技术。调研了6G发展的规划与展望,介绍了6G的6... 未来6G将会是一个遍布通信链路的分布式神经网络,融合生物物理世界与数字世界,感知万物、联接万物,从而实现万物智联。面向6G的太赫兹通信感知一体化技术被设想为支持未来6G智慧生活的关键技术。调研了6G发展的规划与展望,介绍了6G的6个关键特征与感知通信的融合。然后重点介绍了面向6G的太赫兹感知通信融合的3种模式,以及太赫兹技术分别在通信和感知方面的优势,并概括性地给出了4种应用场景。最后指出太赫兹通信感知一体化技术发展趋势与挑战,包括感知与通信的基础差异、一体化器件、一体化信号设计、感知辅助的高效通信与组网技术、通信辅助的分布式协同感知技术和智能资源管理。 展开更多

关键词 太赫兹 通信感知一体化 6G

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面向6G通信感知一体化的亚太赫兹路径损耗测量与建模研究

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作者 王洋 赵海森 +3 位作者 廖希 郑相全 黎川 陈前斌 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期184-193,共10页

针对传统通信信道路径损耗模型无法准确描述和表征感知信道的问题,开展面向6G通信感知一体化的亚太赫兹路径损耗测量与建模研究。基于雷达散射截面理论,引入室内材料回波特性的感知信道路径损耗,构建角度-距离联合的感知信道路径损耗模... 针对传统通信信道路径损耗模型无法准确描述和表征感知信道的问题,开展面向6G通信感知一体化的亚太赫兹路径损耗测量与建模研究。基于雷达散射截面理论,引入室内材料回波特性的感知信道路径损耗,构建角度-距离联合的感知信道路径损耗模型。结合基于矢量网络分析仪的亚太赫兹感知信道实测数据,研究129.5~135 GHz频段内不同角度和距离下的感知信道衰落特性。实验结果表明,所构建的路径损耗模型能够准确刻画感知信道路径损耗随距离和角度遮挡因子的变化规律。 展开更多

关键词 通信感知一体化 路径损耗 亚太赫兹信道 信道测量

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面向通信感知一体化的室内太赫兹信道反射与透射特性研究

6

作者 廖希 林长溪 +3 位作者 郑相全 王洋 林峰 陈前斌 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期183-191,共9页

明确室内太赫兹(THz)波反射与透射特性对于构建太赫兹通信感知一体化(ISAC)信道模型至关重要。利用基于矢量网络分析仪的测量平台对7种室内材料在130~134 GHz频段开展了测量活动,分析了太赫兹信道反射与透射特性的频率依赖性及入射角依... 明确室内太赫兹(THz)波反射与透射特性对于构建太赫兹通信感知一体化(ISAC)信道模型至关重要。利用基于矢量网络分析仪的测量平台对7种室内材料在130~134 GHz频段开展了测量活动,分析了太赫兹信道反射与透射特性的频率依赖性及入射角依赖性,与282~290 GHz频段测量结果对比,揭示了2个频段内反射损耗特性。采用量子粒子群优化算法提取材料电磁参数,提出了一种频率-入射角联合的反射系数模型。结果表明,该模型能够准确刻画反射系数随频率与入射角的变化规律。研究成果补充了130~134 GHz频段材料传播系数数据库,丰富了电磁参数数据集,建立了反射系数模型,为太赫兹ISAC系统检测、识别、环境重构等功能提供了数据基础及模型参考。 展开更多

关键词 太赫兹通信 通信感知一体化 传播系数 复介电常数

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太赫兹感知通信一体化波形设计与信号处理 被引量：11

7

作者 余显斌 吕治东 +2 位作者 李涟漪 Nazar Muhammad Idrees 张鹿 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期76-88,共13页

太赫兹波段感知通信一体化技术能够在提高数据传输速率和感知分辨率的同时,有效降低硬件资源和频谱资源的消耗。首先,简要介绍了感知通信一体化及太赫兹通信、感知的现状。然后,分别从感知和通信的角度讨论了一体化波形设计及优化策略,... 太赫兹波段感知通信一体化技术能够在提高数据传输速率和感知分辨率的同时,有效降低硬件资源和频谱资源的消耗。首先,简要介绍了感知通信一体化及太赫兹通信、感知的现状。然后,分别从感知和通信的角度讨论了一体化波形设计及优化策略,同时分析了两类信号接收机的信号处理算法,并实验展示了一种97GHz基于OFDM信号的一体化系统,对系统的距离、速度和通信等性能进行了测试。最后,总结和展望了太赫兹感知通信一体化的技术难题和未来研究方向。 展开更多

关键词 太赫兹 感知通信一体化 波形设计 信号处理算法

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一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC协议

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作者 任智 陈春宇 +1 位作者 古金东 姚毅 《电讯技术》 北大核心 2024年第5期725-731,共7页

现有太赫兹无线局域网定向MAC(Medium Access Control)协议中,节点移动情况下PNC(PicoNet)发送beacon帧时存在部分控制字段浪费、CTAP(Channel Time Allocation Period)中PNC与DEV(Device)进行波束赋形开销偏大等问题。为此,提出了一种... 现有太赫兹无线局域网定向MAC(Medium Access Control)协议中,节点移动情况下PNC(PicoNet)发送beacon帧时存在部分控制字段浪费、CTAP(Channel Time Allocation Period)中PNC与DEV(Device)进行波束赋形开销偏大等问题。为此,提出了一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC(Mobility-aware Directional MAC,MA-MAC)协议。该协议采用基于卡尔曼算法的节点扇区预测机制对移动节点的扇区范围进行迭代预测,采用基于DEV扇区预测的beacon帧内容填充机制对beacon帧中时隙分配字段进行填充,采用基于节点扇区预测的快速波束赋形机制使得PNC与DEV之间波束赋形操作简化。通过仿真验证,与基于IEEE 802.15.3c的太赫兹无线局域网定向MAC协议和现有协议进行对比,MA-MAC协议下网络吞吐量得到了提升,网络平均时延、网络整体控制开销得到了改善。 展开更多

关键词 太赫兹无线局域网 定向通信 MAC协议 移动感知

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6G太赫兹通信:架构、技术与挑战 被引量：13

9

作者 石涵琛 杨闯 彭木根 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期395-412,共18页

随着无线网络传输速率需求的日益增大,第六代移动通信系统(the sixth generation of mobile communication system,6G)将向太赫兹频段演进。亟须破解巨容量太赫兹无线通信难题,以开发太赫兹宽带频谱资源,同时实现超高传输速率、超高频... 随着无线网络传输速率需求的日益增大,第六代移动通信系统(the sixth generation of mobile communication system,6G)将向太赫兹频段演进。亟须破解巨容量太赫兹无线通信难题,以开发太赫兹宽带频谱资源,同时实现超高传输速率、超高频谱效率、超高能量效率等6G性能目标。本文主要介绍了国内外太赫兹通信发展现状、太赫兹无线通信系统架构与分类、巨容量太赫兹无线通信技术,总结了巨容量太赫兹无线通信研究进展及瓶颈难题,包括太赫兹信号收发与通信系统架构、宽频信号的高效调制与处理、无线与光纤融合、硬件实验系统等。通过分析研究现状,展望了6G太赫兹无线通信未来发展趋势与挑战。 展开更多

关键词 太赫兹 电子学 光子学 巨容量 通信感知一体化(ISAC)

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基于电磁理论和热力学方法的太赫兹波空-天-地-海衰减模型

10

作者 杨志荣 高惟君 韩充 《无线电通信技术》 北大核心 2024年第1期96-105,共10页

太赫兹(Terahertz, THz)频段(0.1~10 THz)可以提供数十GHz的连续带宽,以实现6G通信系统中的天地一体化网络(Space-Air-Ground Integrated Network, SAGIN)。然而,太赫兹波与SAGIN中信道介质的相互作用仍然是一个谜。太赫兹波在太空-大气... 太赫兹(Terahertz, THz)频段(0.1~10 THz)可以提供数十GHz的连续带宽,以实现6G通信系统中的天地一体化网络(Space-Air-Ground Integrated Network, SAGIN)。然而,太赫兹波与SAGIN中信道介质的相互作用仍然是一个谜。太赫兹波在太空-大气-地表-海面(空-天-地-海)信道中所遭受到的吸收和散射效应可被建模为太赫兹光子与介质粒子的碰撞过程,在此基础上结合电磁理论和热力学方法提出了通用的太赫兹波空-天-地-海衰减模型。相比已有模型,该模型考虑了各类粒子(包括凝聚态粒子、单个分子和自由电子)所导致的衰减效应,涵盖了太赫兹波在传播过程中所能遇到的衰减效应。基于该模型对太赫兹波在大气和外层空间的传播损耗进行数值计算,计算结果表明,除自由空间损耗(Free-Space Path Loss, FSPL)外,其他衰减效应在50 km以上的大气都可以忽略不计,而在50 km以下的大气中则需要考虑这些衰减效应。 展开更多

关键词 太赫兹通信 传播损耗 信道 天地一体化网络

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太赫兹多天线移动通信性能界理论 被引量：5

11

作者 杨闯 刘子乐 +1 位作者 石涵琛 彭木根 《无线电通信技术》 2023年第6期987-996,共10页

为支持6G大容量移动通信场景需求,太赫兹通信呈现出从单天线、固定点对点通信到多天线、移动通信的演进趋势。太赫兹多天线移动通信的技术发展亟需理论研究的奠基与指导。为此,总结了太赫兹多天线移动通信硬件的现状,析出发展理论以指... 为支持6G大容量移动通信场景需求,太赫兹通信呈现出从单天线、固定点对点通信到多天线、移动通信的演进趋势。太赫兹多天线移动通信的技术发展亟需理论研究的奠基与指导。为此,总结了太赫兹多天线移动通信硬件的现状,析出发展理论以指导释放硬件性能的必要性;分析了太赫兹多天线移动通信理论发展现状,分别面向太赫兹移动通信、太赫兹多天线通信、感知协同太赫兹通信的理论特征进行讨论,指出研究性能界理论的必要性;提出太赫兹多天线移动通信性能界理论,从性能界限、性能优化、性能折衷三方面进行了详细阐述;展望了太赫兹多天线移动通信性能界理论的发展方向。 展开更多

关键词 太赫兹移动通信 多天线 性能界 感知协同

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基于超快自旋电子学太赫兹发射源的研究与应用

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作者 孙芸 张帆 +17 位作者 王航天 白中扬 孙统 彭静宜 张盈 刘永山 王梓力 李竞 高凡 赵兴科 谢魏然 田祺云 张婕 许涌 张慧 温良恭 聂天晓 赵巍胜 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2854-2873,共20页

太赫兹科学技术在生物传感、显微成像、无线通信、无损检测等领域展现出了巨大的研究潜力和应用价值.然而,目前制约太赫兹技术快速发展的瓶颈之一在于缺乏高效率、高集成度、低功耗以及易调制的太赫兹发射源器件.自旋太赫兹源基于铁磁层... 太赫兹科学技术在生物传感、显微成像、无线通信、无损检测等领域展现出了巨大的研究潜力和应用价值.然而,目前制约太赫兹技术快速发展的瓶颈之一在于缺乏高效率、高集成度、低功耗以及易调制的太赫兹发射源器件.自旋太赫兹源基于铁磁层/非磁层异质结体系中的超快自旋-电荷转换产生太赫兹辐射,具有宽频带、低成本、易加工、高场强等优势,近年来吸引了许多国内外学者的研究兴趣.本文首先对基于超快自旋动力学的太赫兹发射机理进行了简要介绍,分析并综述了其效率调控与优化的可行方案;并进一步针对自旋太赫兹的新型发射机理及研究应用前景进行了重点分析,新型发射包括基于不同手性及偏振态自旋太赫兹的发射及基于新材料体系的自旋太赫兹发射源探索,应用前景包括自旋太赫兹光谱技术、自旋太赫兹成像技术及自旋太赫兹发射-调控一体化技术等;最后总结全文,并对未来基于超快自旋电子学太赫兹发射源的改善、探索及应用,以及基于太赫兹电磁脉冲研究自旋电子学的微观机理做出了展望. 展开更多

关键词 太赫兹发射 自旋电子学 超快自旋动力学 自旋太赫兹发射源 太赫兹发射-调控一体化 太赫兹通信

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面向6G的无人机通信综述 被引量：91

13

作者 陈新颖 盛敏 +1 位作者 李博 赵楠 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期781-789,共9页

5G的成功商用为日常生活带来了实质性的变化,如自动驾驶、万物互联等,然而随之也产生了更大的数据量需求,进而催生了第6代移动通信。相较于5G,6G在带宽、时延、覆盖等性能方面均需要有更大的提升。因此,该文针对全域覆盖、场景智联、信... 5G的成功商用为日常生活带来了实质性的变化,如自动驾驶、万物互联等,然而随之也产生了更大的数据量需求,进而催生了第6代移动通信。相较于5G,6G在带宽、时延、覆盖等性能方面均需要有更大的提升。因此,该文针对全域覆盖、场景智联、信息耦合的6G网络中无人机(UAVs)的应用场景进行了综述。首先,针对无人机在空天地海一体化网络架构中的应用进行了陈述,重点讨论了无人机在不同场景中可能承担的角色及功能,如蜂群基站、全息投影部署、远距离中继通信以及数据采集等。然后,对6G中应用于无人机通信的太赫兹、超大规模天线、内生人工智能、智能反射面(IRS)、智能边缘计算、区块链、通信感知一体化等潜在关键技术进行了探讨。最后,对6G场景下无人机通信面临的续航时间、网络融合性、智能反射面兼容性、太赫兹通信研发以及用户安全等方面的技术挑战进行了展望。 展开更多

关键词 6G移动通信 无人机 空天地海一体化 太赫兹 智能反射面

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6G移动网络关键技术 被引量：29

14

作者 张海君 陈安琪 +1 位作者 李亚博 隆克平 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期189-202,共14页

首先,简要介绍了移动通信网络发展历程及社会需求。其次,从通信的频谱、维度、赋能以及范式角度出发,介绍了6G网络中太赫兹通信、空天地海一体化网络、人工智能以及语义通信四项关键技术。围绕四项关键技术分析了近年来的相关研究,对其... 首先,简要介绍了移动通信网络发展历程及社会需求。其次,从通信的频谱、维度、赋能以及范式角度出发,介绍了6G网络中太赫兹通信、空天地海一体化网络、人工智能以及语义通信四项关键技术。围绕四项关键技术分析了近年来的相关研究,对其典型场景模型、覆盖方案、技术原理等进行了总结,并提出了各技术未来发展中要解决的问题。最后,简要讨论了6G网络的其他候选技术,包括通信感知一体化、智能超表面与新材料、区块链、数字孪生以及确定性网络技术等。 展开更多

关键词 6G网络 太赫兹通信 空天地海一体化网络 智能通信 语义通信

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6G关键技术标准化的思考与建议 被引量：4

15

作者 罗延 权伟 张宏科 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2023年第6期18-26,共9页

在第五代移动通信技术(5G)商用后,第六代移动通信技术(6G)研究逐步展开,以为数字经济发展、数字基础构建提供支撑。目前,各国开始争夺6G标准的研制优势,6G标准化竞争较为激烈。本文从发达国家6G技术研究、6G标准研发的国际合作、我国6G... 在第五代移动通信技术(5G)商用后,第六代移动通信技术(6G)研究逐步展开,以为数字经济发展、数字基础构建提供支撑。目前,各国开始争夺6G标准的研制优势,6G标准化竞争较为激烈。本文从发达国家6G技术研究、6G标准研发的国际合作、我国6G技术研究等方面全面梳理了全球6G标准的发展现状;总结了6G融合应用与标准化进程,涵盖算力网络标准化、区块链标准化、数字孪生标准化、人工智能标准化、全息通信标准化等主体内容。研究认为,我国可超前开展6G关键技术标准的布局,重点开展太赫兹技术、智能超表面技术、智能全息无线电技术、超大规模多入多出技术、通信感知一体化技术研究。为此建议,加强6G关键技术自主创新、推动6G基础产业自主发展,加快跨领域协同合作创新、制定6G关键技术标准体系,深化6G技术国际合作、构建开放共赢全球产业生态。 展开更多

关键词 6G 标准制定 太赫兹 算力网络 通信感知一体化

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