太赫兹通信应用与产业化发展分析

全球6G研究迈入新阶段，未来一到两年将开启6G标准化技术研究与评估准备工作，进入核心技术储备关键窗口期。太赫兹通信作为重要候选使能技术，应用潜力巨大，但同时面临众多应用挑战，亟待明确未来关键技术突破和产业化推进方向。介绍了太赫兹通信技术特点，提出了太赫兹通信应用愿景，在分析太赫兹通信技术现有能力和应用面临挑战的基础上，探讨了太赫兹通信技术未来产业化发展方向。     

太赫兹轨道角动量通信关键器件研究进展

太赫兹波具有丰富的频谱资源优势，兼具方向性强和穿透性好等优点，是6G通信的重要技术之一。OAM作为一个新的复用维度，可极大提升通信容量，因此将太赫兹和OAM技术融合，有望为6G网络注入新的活力。首先介绍了太赫兹波和OAM波束的特点，然后重点讨论了太赫兹OAM通信的关键器件，最后结合不同的太赫兹OAM通信系统的特点，讨论分析了当前太赫兹OAM系统存在的典型问题和潜在解决方式，为未来太赫兹OAM通信技术发展和应用提供参考。     

6G技术愿景与太赫兹通信电路研究进展

6G具有低延迟、低功耗、高容量、大规模等特点，太赫兹波凭借大带宽、高速率和低延时等优点，成为6G通信系统的候选技术之一，太赫兹电路是实现太赫兹通信系统的关键组件。介绍了6G技术的发展现状和未来有望实现的应用场景，以及利用二极管、晶体管等半导体技术的太赫兹电路的研究进展。目前，对于太赫兹电路的研究正朝着更高频段、更低损耗和更高效率的方向发展。     

6G新频谱：太赫兹无线通信之“思与行”

太赫兹无线通信技术是未来6G潜在关键技术之一，引起了国内外广泛的关注。本文首先介绍了国内外相关研究计划和研究动向，分析了太赫兹通信技术的特点和优势。其次阐述了太赫兹通信技术在未来6G中的可能应用场景以及面临的挑战。最后提出了行动建议。     

基于共振隧穿二极管的近程太赫兹通信技术

太赫兹通信技术是实现6G愿景的关键底层技术之一，针对应用场景选择不同技术路线定制收发系统将是其发展趋势。RTD太赫兹收发模块具有室温、高频率、高灵敏度、易集成等特点，成为太赫兹通信技术领域的新星。通过介绍RTD太赫兹源、探测器及通信系统的工作原理和现状，分析了目前面临的效率及灵敏度提升挑战，并从器件和电路层面探讨和展望了可能解决方案和技术方向，为推动RTD太赫兹通信实用化提出思考。     

非相干光子辅助太赫兹通信系统综述

太赫兹通信技术以其丰富的频谱资源已成为未来6G移动通信实现“通信全频谱”的关键候选技术。由于结构简单、易集成、低成本和低功耗等独有优势，基于包络检波方式的非相干光子辅助太赫兹通信系统受到研究者们的广泛关注与青睐。本文在总结非相干光子辅助太赫兹通信系统的结构、特点及其涉及的关键技术的基础上，介绍了近几年来国内外有关太赫兹包络检波器和基于包络检波器的非相干光子辅助太赫兹通信系统的研究现状和突出成果。此外，还对基于幅度调制和基于同相正交(IQ)调制的非相干光子辅助太赫兹通信系统分别进行了详细的论述，并比较了各自的优缺点。最后，展望了未来面向6G的非相干光子辅助太赫兹通信系统及其关键器件的发展方向。     

太赫兹通信感知一体化波形:现状与展望

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...     

无线通信应用太赫兹技术研究进展

在过去的几年里,由于不同频段电磁频谱的传播特性差异、对带宽需求以及技术利用能力提升,无线通信应用的电磁频谱不断提高。在通信领域,为满足无线数据传输需求的爆炸性增长,特别是5G通信的发展,毫米波中低频段应用已经成功实现工程化并开始商业化。而对于以光波为载体的更高频率电磁波的光通信,也已经发展了几十年。在常规无线电波(毫米波)与常规光学(远红外)之间,存在着一段长期未能有效利用的空闲频谱资源,目前被统称为太赫兹频段(0.1~10 THz)。太赫兹频段在高速无线通信领域具备明显优势,成为有潜力的6G通信核心技术。可以预见,对这项技术的使用将助力6G通信实现网络全覆盖、高度智能化及网络安全性全面提升的愿景。文章主要关注通信领域,重点介绍了太赫兹频段的特点、构建太赫兹系统功能的器件类型与工艺集成实现技术。最后,预测了太赫兹通信技术的一些应用场景,进而显示出该技术对通信领域和人们日常生活的促进作用。     

共振隧穿二极管THz辐射源研究进展

太赫兹技术被称为“改变未来世界十大技术之一”,对基础科学研究、国民经济发展和国防建设具有重要意义,尤其在未来6G通信方面举足轻重。太赫兹波源是整个太赫兹技术研究的基础,也是太赫兹应用系统的核心部件。近年来,共振隧穿二极管(RTD)型太赫兹波源因体积小,质量轻,易于集成,室温工作,功耗低等特点受到广泛关注,为太赫兹波推广应用开辟了新的途径。通过文献分析,本文从器件材料技术、主要工艺及器件性能等方面对InP基与GaN基RTD太赫兹振荡器的发展进行评述,并探讨了InP基与GaN基RTD太赫兹振荡器件的研究方向。     

面向太赫兹通信覆盖增强的确定性信道建模分析

作为6G网络关键候选技术之一的太赫兹通信,其严重的路径损耗和阻塞敏感性对太赫兹信号覆盖范围造成了极大限制。一系列的太赫兹通信覆盖增强技术被提出。为了更好地在实际环境中对覆盖增强技术进行个性化的设计与部署,针对相应太赫兹无线信道展开建模分析。介绍了太赫兹通信的确定性信道建模方法,针对射线追踪(Ray Tracing, RT)方法进行了探讨,阐述了辅助太赫兹通信覆盖增强的相关技术。基于RT方法构建了面向太赫兹通信覆盖增强的确定性信道模型实例,验证了相关技术对太赫兹通信覆盖具有增强的效果,并对建模的相应挑战展开了讨论。对RT方法在未来太赫兹通信技术的应用进行了展望。     

太赫兹射频器件与集成技术研究

无线通信、探测感知、安全检测、人工智能等民用和国防电子信息技术的不断快速发展与演进,对太赫兹(0.1~1 THz)技术提出了越来越迫切的应用需求。太赫兹波段具有丰富的频谱带宽资源,其宽带特性可以支撑未来6G高速率通信、新一代高分辨雷达系统性能的实现。同时,太赫兹通信和探测必须克服高频率、短波长所带来的高传播路径衰减、激增的无源器件与互连损耗以及有源器件功率生成和效率难题。本文将回顾太赫兹射频器件与集成技术的发展现状,阐述上海交通大学团队通过新型无源、有源器件与天线及其先进封装等技术方法,整体提升太赫兹前端系统性能的相关研究进展。     

空天地一体化通信网络发展愿景与挑战

从未来6G网络的愿景出发,首先讨论了空天地一体化的网络愿景,提出了一体化的网络架构。在分析了卫星通信息和空基通信系统的特点后,给出了未来空天地一体化通信网络的应用场景。然后从网络结构、通信设施与设备及空口技术等3个方面详细阐述了当前一体化网络的发展现状与技术挑战。最后总结了当前地面通信运营商在空天地一体化网络中的尝试,提出非地面网络具有明显的覆盖优势和长距离通信的低时延网络服务优势,可以帮助运营商提供低成本的普遍服务及扩展现有的通信服务,实现收入增长。     

毫米波太赫兹集成电路与工艺

近年来,毫米波已逐渐成为5G/6G移动通信、卫星通信、下一代无线互联网、智慧交通、制导、射电天文等重大工程应用领域的核心支撑技术,太赫兹也逐渐成为研究热点。毫米波太赫兹集成电路(芯片)又是推动各种毫米波太赫兹应用系统快速演进的关键。文章对毫米波太赫兹技术的一些重要应用领域和毫米波太赫兹集成电路的研究进展及相关工艺进行了简要综述,分析了不同工艺下芯片的性能特点及其合适的应用场景。     

Native intelligence for 6G mobile network: technical challenges,architecture and key features

The application of the artificial intelligence (AI) technology in the 5th generation mobile communication system (5G) networks promotes the development of the mobile communication network and its application in vertical industries, however, the application models of "patching" and "plug-in" have hindered the effect of AI applications. Meanwhile, the application of AI in all walks of life puts forward requirements for new capabilities of the future network, such as distributed training, real-time collaborative inference, local data processing, etc. , which require "native intelligence design” in future networks. This paper discusses the requirements of native intelligence in the 6th generation mobile communication system (6G) networks from the perspectives of 5G intelligent network challenges and the “ubiquitous intelligence” vision of 6G, and analyzes the technical challenges of the AI workflows in its lifecycle and the AI as a service (AIaaS) in cloud network. The progress and deficiencies of the current research on AI functional architecture in various industry organizations are summarized. The end-to-end functional architecture for native AI for 6G network and its three key technical characteristics are proposed: quality of AI services (QoAIS) based AI service orchestration for its full lifecycle, deep integration of native AI computing and communication, and integration of native AI and digital twin network. The directions of future research are also prospected.     

面向6G的星地融合无线传输技术

随着5G移动通信网络走向商业化,围绕新一代移动通信系统(6G)的发展愿景、能力需求与关键技术开展研究正在成为新的热点。首先,该文概括了未来6G可能涉及的星地深度融合、新谱段通信、分布式协作MIMO和智能通信等关键技术方向,重点探讨了基于星地深度融合的天地一体化网络(SGIN);然后,针对可能存在的两种典型网络拓扑架构,分析了星间高速链路、星地馈电链路和星地用户链路的特点和技术要求,综述了3种不同类型传输链路的高速通信进展情况。最后,对未来6G天地互联网络亟需突破的光学相控阵多用户接入、高效能星地激光通信和光电一体化组网等关键技术进行分析与展望,以期为后续相关研究指明方向。     

5G及其演进中的毫米波技术

第五代移动通信(5G)低频段(Sub-6GHz)已开始商用,5G毫米波技术也逐渐成熟,预计将于2022年开始商用。第六代移动通信(6G)的研究也已启动,而且关于6G的愿景以及核心技术的论文也开始增多。本文主要讨论毫米波技术在5G及未来6G中的应用及核心作用。     

光子太赫兹通信技术

随着无线数据传输速率需求的爆炸式增长,太赫兹频段(0.1~10 THz)以其丰富的频谱资源备受关注。太赫兹光子学的通信技术因具有超宽带、调制效率高、谐波干扰小等技术优势,被公认可以极大地促进数据传输速率向Tbit/s发展。本文以光子太赫兹通信3个方面关键技术的综述分析为基础,包括光子太赫兹通信的收发器件、基带信号处理技术、系统架构与实验验证等,探讨光子太赫兹通信技术的发展趋势,并从宏观与微观尺度展望光子太赫兹通信的潜在应用场景。