太赫兹频段近空间通信：从物理层视角
信号处理
2022-07-26 v1
摘要
得益于近空间平台站（NSPS）技术的快速发展，近空间通信（NS-COM）有望在面向第六代（6G）及更先进通信的空天地一体化网络中发挥关键作用。在近空间通信中，NSPS 与各类空基/天基平台之间需要超宽带无线连接，以支撑众多高带宽消耗应用，如基于 NSPS 的自组织网络、飞行中互联网与中继技术。然而，这一需求似乎与传统微波频段频谱资源稀缺相矛盾，从而推动了位于 0.1 至 10 THz 的太赫兹（THz）频段的开发利用。由于可用带宽巨大，太赫兹信号能够支持近空间通信中超过 100 Gb/s 的超高码率数据传输，其天然适用于路径损耗可忽略的近空间环境。为此，本文从物理层视角对太赫兹频段近空间通信（THz-NS-COM）展开广泛研究。首先，我们总结了太赫兹通信在近空间环境中的潜在应用，并分析了相应技术壁垒。随后分别讨论了 THz-NS-COM 的信道特性及相应建模策略。之后，探讨了超越 THz-NS-COM 技术壁垒的三个关键研究方向，即面向超大规模天线阵列的鲁棒波束成形、抗混合失真的信号处理算法，以及集成感知与通信。还给出了若干开放问题，以释放 THz-NS-COM 的全部潜力。
引用
@article{arxiv.2207.11945,
title = {Terahertz-Band Near-Space Communications: From a Physical-Layer Perspective},
author = {Tianqi Mao and Leyi Zhang and Zhenyu Xiao and Zhu Han and Xiang-Gen Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.11945},
year = {2022}
}