1太赫兹关键器件与原型系统

太赫兹关键器件/芯片/组件的研产能力是目前太赫兹通信很关键的核心技术，也是太赫兹通信应用面临的很大挑战。

模拟链路相关的高频模拟分立器件，包括太赫兹功率放大器、太赫兹天线、太赫兹倍频器、太赫兹混频器、太赫兹滤波器、太赫兹低噪放等。国内对于太赫兹通信关键器件的研发能力接近国际领先水平，但是面向未来实际应用还需要在功率发射能力，工作环境，变频损耗、功耗等方面实现性能的不断提升。另外未来系统链路的芯片集成化是必然发展趋势，需要实现核心技术的不断突破进展。

除了模拟链路系统的集成芯片，太赫兹通信未来实际应用还面临超宽带数模和模数转换芯片、数字基带处理芯片等方面的技术挑战。由于太赫兹可用带宽(>2 GHz)远大于4G、5G系统使用的工作带（<800 MHz），目前的主流数模和模数转换芯片很难满足采样带宽的要求，另外超大带宽信号的处理也会给基带处理芯片带来非常大的功耗压力。因此一方面需要研发更高采样速率的超大带宽数模和模数转换芯片、低功耗基带处理芯片；另一方面是研发低量化精度信号处理系统。未来的太赫兹通信系统的实现可能需要2个方向的技术结合来解决数模转换和基带处理问题。

目前国内的太赫兹通信关键分立部件及原型验证系统的研发能力与国际先进水平接近，芯片能力较弱，国内相关方向研究成果多集中于高校和研究院所等学研机构，产业成熟度低。目前国内的太赫兹通信原型系统多为无线传输能力的验证，到未来实际应用还需要考虑通信距离、实时性、空分复用、功耗和成本等方面的能力指标。太赫兹通信关键核心器件/芯片性能指标的突破进展，相关产业链的成熟发展，是上述能力实现的必要条件和保证。

2太赫兹传播特性和信道建模

太赫兹的电磁波对陶瓷、纸张、木材、纺织品和塑料等介质材料可以轻易穿透，但很难穿透金属和水。在大气环境下，高自由空间损耗以及大气效应引起的额外衰减是一个巨大的挑战，在不同的天气条件下，如大气分子、雨滴或雾滴，都可能导致太赫兹波段电磁波的高衰减或散射。然而在某些确定的太赫兹窗口频段处依旧可以产生较低的衰减，可用于无线通信传输。对太赫兹在晴朗空气、雨天、雾天等场景的链路损耗等传播特性的研究已有较多成果发表。

太赫兹信道模型建模方法一般有参数化统计信道建模、确定性信道建模等类型。基于太赫兹通信的一些室内场景的实验测试结果显示，太赫兹信道传播路径稀疏性较强，未来太赫兹通信的信道建模更倾向于使用确定性信道建模或参数化半确定性信道建模方法，比如射线追踪方法，以及结合确定性和统计特性的数字地图混合建模方法等。

太赫兹波传播特性和信道建模会直接影响太赫兹通信实际应用场景的部署，是实现太赫兹通信应用的基础研究。未来太赫兹通信可能会用于空天地海多维度、宏观到微观多尺度的多样化应用场景，太赫兹通信信道建模需要要探讨和研究各种不同应用场景下的信道传播模型，以应用于未来的实际场景部署。

3太赫兹通信空口技术

与5G空口技术相比，太赫兹通信具有超大带宽的资源优势，但是现阶段太赫兹通信原型系统硬件链路也存在变频损耗较大、采样带宽受限、基带处理功耗大等不理想因素。太赫兹通信空口技术除了在基带波形设计、帧结构和参数集的设计、调制编码、波束管理等技术链都面临新的演进要求外，受到太赫兹通信硬件系统能力的影响，针对系统链路各种非理想特性和因素的算法设计和补偿也是太赫兹通信空口技术需要考虑和研究的技术方向。

太赫兹通信超高速率的特点与优势，除了需要硬件链路的传输能力以外，也需要通过空口技术的有效设计来保证和实现。包括频谱和带宽资源的动态配置、波束接入的智能管理，以及高低频、空天地多维度、宏观到微观多尺度的空口协同和信息融合等。未来空口设计方案需要具有上述能力和特点才能适配6G太赫兹通信的技术特征和优势。目前6G技术研究仍处于探索起步阶段，技术路线尚不明确，需要产业界共同参与研究，并开始探讨，逐步厘清未来太赫兹通信空口技术路线和发展方向。

来源：网络