分子吸收效应：太赫兹通信的一把双刃剑
信息论
2022-05-26 v1 信号处理
math.IT
摘要
太赫兹频段（THz）（0.1--10~THz）通信被视为未来 6G 及更先进无线系统的一种有前景的技术，以克服不断增长的无线数据流量与拥挤频谱带来的挑战。随着频率从微波频段升至太赫兹频段，新的频谱特征给无线通信系统设计带来了前所未有的挑战。分子吸收效应是太赫兹频谱的新特性之一，它在特定频率处增大了路径损耗与噪声。这为太赫兹无线通信系统带来了一把双刃剑。一方面，从数据速率角度看，分子吸收是有害的，因为它削弱了接收信号功率并降低了信道容量。另一方面，值得注意的是，对于无线安全与隐蔽性，分子吸收效应可被用来保障用户间的太赫兹通信。本文分析了分子吸收效应的特征及其在各种场景下对太赫兹系统设计的影响，最终旨在为如何更好地利用这一独特太赫兹现象提供指导。具体而言，由于分子吸收高度依赖于传播介质，文中讨论了由不同介质构成的多种通信场景，包括地面、空天、海面及纳米级通信。此外，提出了两种新颖的受分子吸收启发的 secure 与 covert 通信方案，其中分子吸收效应被用作提升安全性与隐蔽性的关键且独特的特征。
引用
@article{arxiv.2205.12520,
title = {Molecular Absorption Effect: A Double-edged Sword of Terahertz Communications},
author = {Chong Han and Weijun Gao and Nan Yang and Josep M. Jornet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.12520},
year = {2022}
}