楊 闖,劉子樂,石涵琛,彭木根

(北京郵電大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗室,北京 100876)

0 引言

6G無線傳輸峰值速率將達到太比特級,相比5G提高約100倍,以支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實等高速率應(yīng)用場景的通信需求[1]。當前中低頻段頻譜資源緊缺、帶寬不足,難以滿足6G高速率通信需求。太赫茲(0.1 ～ 10 THz)憑借其超大帶寬優(yōu)勢,成為6G重要候選頻段之一,目前100 ～ 450 GHz頻段中已有230 GHz的頻譜被分配用于移動服務(wù)[2]。

然而,太赫茲存在嚴重的大分子(水、氧氣等)吸收與高額的路徑損耗問題,導(dǎo)致傳播損耗極高,限制了太赫茲無線通信距離[3]。能夠?qū)崿F(xiàn)極高天線增益的多天線(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技術(shù)成為了對抗太赫茲傳播損耗的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)全球首個6G白皮書估計,在未來Beyond 5G(B5G)/6G應(yīng)用中,250 GHz工作頻點的太赫茲通信系統(tǒng)有望實現(xiàn)每平方厘米250個天線的超大規(guī)模天線陣列[1]。多天線技術(shù)極大拓寬了太赫茲通信應(yīng)用場景的距離維度,代價則是在角度維度帶來了新的挑戰(zhàn)。多個陣子發(fā)射的電磁波信號干涉形成的狹窄太赫茲波束,在移動場景下難以對準目標,導(dǎo)致無線鏈路信噪比下降甚至發(fā)生鏈路中斷。

傳統(tǒng)方法通過波束掃描或波束訓(xùn)練在角度空間中尋找最佳波束。但對于太赫茲多天線系統(tǒng),極窄的波束大幅增加了掃描時延與訓(xùn)練開銷,使得傳統(tǒng)方法難以適用[4]。如何解決太赫茲多天線波束對準,實現(xiàn)更適配場景的太赫茲多天線移動通信,是未來6G高速率通信研究的重點方向。目前,一種可行的方案是通過感知實時獲取移動用戶狀態(tài)作為先驗信息,生成目標方位角直接實現(xiàn)波束對準[5]。另一種方案是基于太赫茲信道的稀疏特性,對上行信道反饋的波束空間信息進行壓縮感知,降低波束訓(xùn)練的開銷[6]。

上述研究從技術(shù)上探索了太赫茲多天線移動通信的發(fā)展方向,但面向不同場景,模型框架存在差異。為了統(tǒng)一表征不同場景,理論性能界被認為是重要的一類指標[7]。通過刻畫性能指標的上界或下界,對高復(fù)雜、高隨機的性能表征進行簡化,對于太赫茲多天線移動通信設(shè)計方案的制定具有重要價值。

1 太赫茲多天線移動通信硬件發(fā)展現(xiàn)狀

太赫茲多天線移動通信的陣列天線大規(guī)模、發(fā)射功率、天線增益、波束寬度和掃描范圍等指標備受業(yè)內(nèi)關(guān)注,是太赫茲多天線移動通信發(fā)展的基礎(chǔ),備受業(yè)內(nèi)關(guān)注[8]。國內(nèi)外研究機構(gòu)針對太赫茲核心器件和太赫茲通信技術(shù)發(fā)布一系列研究計劃,提出了相應(yīng)的指標要求,取得了階段性進展。但是當前研究主要聚焦在傳統(tǒng)通信制式,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一,無法釋放太赫茲寬帶性能。

1.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國太赫茲技術(shù)研究起步較晚,為從太赫茲器件、芯片、通信技術(shù)等多方面追趕歐美,自“十二五”起發(fā)布了多項太赫茲領(lǐng)域相關(guān)重大項目,包括國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃、國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃,涉及新一代太赫茲電子射頻材料、太赫茲微電子器件與集成芯片、太赫茲無線移動通信等研究。

近年來,隨著我國太赫茲器件與工藝、點對點移動通信技術(shù)和原型系統(tǒng)基礎(chǔ)的奠定,研究重點轉(zhuǎn)向了新型核心器件、通信前端和移動組網(wǎng)等應(yīng)用與實用研究的突破,“寬帶通信和新型網(wǎng)絡(luò)”“微納電子技術(shù)”“新型顯示與戰(zhàn)略性電子材料”等國家重點研發(fā)項目都對太赫茲多天線移動通信系統(tǒng)的通道數(shù)、發(fā)射功率、能耗、掃描范圍提出了較高的考核指標[9-11],表1為國內(nèi)前沿項目與研究報告中提出的太赫茲多天線移動通信需求。2023年6月22日,國際電信聯(lián)盟無線通信部門(Radio Communication Division of the International Telecommunication Union,ITU-R)的5D工作組完成了由我國工業(yè)和信息化部組建的國際移動通信(International Mobile Telecommunications,IMT)6G推進組起草的全球6G愿景框架建議書[12]。與IMT-2020提出的5G功能相比,新建議書考慮到未來移動通信的巨容量和廣覆蓋范圍、新興業(yè)務(wù)和應(yīng)用場景(例如沉浸式通信、泛在鏈接、通信感知一體化等),亟需巨大的帶寬資源作為支撐,未來6G需要廣泛利用太赫茲頻段,滿足500～1 000 km/h的移動性需求并實現(xiàn)1～10 cm的定位精度。我國對太赫茲多天線移動通信的布局已取得階段性進展,主要聚焦在器件性能的提升,缺少理論指導(dǎo)釋放太赫茲器件在移動通信系統(tǒng)中的性能。比如,如何在移相不理想下準確波束賦形、如何對抗移動下嚴重太赫茲多普勒頻偏等,尚缺少直接研究。

表1 國內(nèi)太赫茲多天線移動通信硬件性能及布局場景的發(fā)展現(xiàn)狀Tab.1 Domestic requirements of THz MIMO mobile communication applications

1.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀

國外太赫茲通信技術(shù)發(fā)展以美國最為突出,多個國家組織和國防部門與全球知名高校、半導(dǎo)體公司、軍事巨頭合作,重在研發(fā)能夠在未來快速轉(zhuǎn)化為軍用和工業(yè)應(yīng)用的太赫茲微電子技術(shù)。

表2總結(jié)了國外先進項目[13-18]與國際組織研究報告[19]中提出的太赫茲多天線移動通信需求。

表2 國外太赫茲多天線移動通信硬件性能及布局場景的發(fā)展現(xiàn)狀Tab.2 International requirements of THz MIMO mobile communication applications

為利用太赫茲技術(shù)增強空軍作戰(zhàn)的通信和抗干擾能力,美國空軍研究實驗室(Air Force Research Laboratory,AFRL)于2020年7月發(fā)布“頻率可調(diào)太赫茲超寬帶機載網(wǎng)絡(luò)”項目技術(shù)報告[15],指出在太赫茲頻段需要借助超高增益天線(超過26 dBi)和極窄波束(約10°)以克服更高的路徑損耗并提高無線鏈路指向性,實現(xiàn)太赫茲機間高速移動通信。2021年初,AFRL下屬空軍科學(xué)研究辦公室實驗室(Air Force Office of Scientific Research,AFOSR)發(fā)布了“下一代可編程大規(guī)模太赫茲系統(tǒng)”項目科技報告[16],旨在研究大規(guī)模非線性同步太赫茲源,需要研發(fā)具有高等效輻射功率(≥14 dBm@420 GHz)和寬掃描范圍(±30°)的大規(guī)模天線陣(規(guī)模達4×4以上)。2023年1月,美國國防高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)宣布開啟“聯(lián)合大學(xué)微電子學(xué)項目”(Joint University Microelectronics Program,JUMP)2.0階段。由加州大學(xué)圣巴巴拉分校牽頭的太赫茲通信感知融合中心(Communication Sensing Terahertz,ComSenTer)作為該項目六大研究中心之一,其集成電路和晶體管研究小組將在JUMP 2.0階段重點攻關(guān)亞太赫茲收發(fā)機、功率放大器和新型材料晶體管等,以支持大規(guī)模MIMO高能效波束賦形[17-18]。

此外,在太赫茲通信技術(shù)商用與產(chǎn)業(yè)化方面,ITU-R積極推進發(fā)展愿景、關(guān)鍵技術(shù)、標準化等進程,于2022年11月發(fā)布了新版“275～450 GHz頻段陸地移動服務(wù)應(yīng)用技術(shù)與操作手冊”[19]。文件指出,275～450 GHz的太赫茲頻譜資源將能夠應(yīng)用于近距離移動通信系統(tǒng)(Close Proximity Mobile Systems,CPMS),主要包括公共場所終端移動下載、數(shù)據(jù)中心無線連接、室內(nèi)擴展現(xiàn)實(Extended Reality,XR)、智能工廠等對移動性需求較低的6G場景,并詳細羅列了相關(guān)應(yīng)用場景對應(yīng)的技術(shù)特點和性能需求。然而,與國內(nèi)研究相仿,主要集中在傳統(tǒng)通信制式,對如何釋放太赫茲大帶寬移動通信器件的性能,尚無理論性能指導(dǎo)。

2 太赫茲多天線移動通信理論

作為新興的場景應(yīng)用,太赫茲多天線移動通信技術(shù)尚處于初步探索階段,主要集中在面向未來的MIMO技術(shù)研究以及固定點對點試驗方面,目前尚無法滿足未來網(wǎng)絡(luò)的性能需求。為了充分評估該技術(shù)可待發(fā)掘的性能潛力,亟需構(gòu)建太赫茲多天線移動通信性能界理論框架,考慮從太赫茲移動通信理論、太赫茲多天線通信理論、感知協(xié)同太赫茲通信理論的研究中獲得啟示。

2.1 太赫茲移動通信

由于太赫茲通信波束窄、中心頻率高,其性能受節(jié)點移動性影響相較低頻段更為顯著。移動對太赫茲通信性能的影響主要包括波束對準偏差與多普勒頻偏兩方面。

為了獲得足夠的波束增益以克服路徑損耗,太赫茲波束寬度可以小于1°,則其波束截面在100 m的距離上覆蓋區(qū)域的半徑小于1.75 m。因此用戶在高移動性下極易產(chǎn)生對準偏差,甚至脫離波束覆蓋范圍導(dǎo)致通信中斷。為了衡量波束對準偏差對通信性能影響,需要分別考慮用戶移動模型與波束分布模型。如表3所示,用戶移動模型包括隨機抖動、布朗運動和勻速直線運動等;波束分布模型包括均勻分布、高斯分布、貝塞爾分布等[20-22]?；谏鲜瞿Ｐ?現(xiàn)有研究探究了用戶移動性對太赫茲通信性能的影響。文獻[23]理論證明了目標隨機抖動導(dǎo)致的對準偏差滿足瑞利分布。文獻[24]分析了風速導(dǎo)致的無人機抖動對太赫茲通信性能的影響,并進行了硬件實驗驗證。

表3 用戶移動模型與波束分布模型Tab.3 User mobility model and beam distribution model

現(xiàn)有太赫茲通信系統(tǒng)往往采用正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)波形,將整個頻段帶寬分為多個子載波以實現(xiàn)更高的頻譜效率。但由于太赫茲通信中心頻率更高,節(jié)點相對移動產(chǎn)生的多普勒頻偏越大,從而造成子帶寬載波間的干擾越嚴重。為此,可以利用波形設(shè)計理論,分析場景性能需求對帶寬、子載波間隔、循環(huán)前綴符號數(shù)等波形參數(shù)的約束,從而指導(dǎo)對OFDM波形中的參數(shù)設(shè)置[25]。與此同時,還可以采用正交時頻空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)調(diào)制將信息調(diào)制到時延-多普勒域以更好地適配高動態(tài)的時頻雙選信道[26],但其復(fù)雜的信號處理也會帶來更高的延遲,如何平衡OTFS節(jié)點速度與通信時延的性能需求,是太赫茲移動通信理論的重要難題。

2.2 太赫茲多天線通信

隨著貼片天線與相控陣天線的發(fā)展,太赫茲通信采用的天線數(shù)也與日俱增。如圖1所示,太赫茲多天線硬件的陣元數(shù)已可達近千個,實現(xiàn)了大規(guī)模多天線陣列[27-34]。

圖1 近年來硬件研究中的太赫茲天線規(guī)模Fig.1 THz array sizes in recent circuit efforts

太赫茲通信系統(tǒng)的工作帶寬較大,其發(fā)射信號在通過具有頻率選擇特性的模擬移項器時會產(chǎn)生波束色散效應(yīng),而其影響會隨著天線規(guī)模的增加而進一步加劇[35]。波束色散對太赫茲多天線通信系統(tǒng)性能的影響是雙重的。一方面,波束色散會降低多天線的波束賦形增益,并有可能造成波束信息的丟失,從而降低通信的容量性能;另一方面,色散使得波束有效覆蓋范圍增加,從而降低了波束掃描和波束賦形方案的時延[36]。因此,可以經(jīng)過理論研究分析,在通過信道狀態(tài)信息輔助波束賦形等方案以抑制波束色散的同時,充分利用其拓寬波束的特點來增強太赫茲多天線通信的可靠性。

此外,由于瑞利距離隨著天線規(guī)模增加而增大,太赫茲多天線通信的近場效應(yīng)顯著[37]。在近場條件下,原有遠場通信的平面波模型不再適用。在球面波模型下,用戶方位角信息與距離信息相互耦合,因此如何精準估計用戶方位角以實現(xiàn)高精度波束對準,是實現(xiàn)近場太赫茲多天線通信的關(guān)鍵技術(shù)問題。太赫茲信號評估方位角的上界和下界精度則為指導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計的理論基礎(chǔ)。

2.3 感知協(xié)同太赫茲通信

太赫茲實現(xiàn)大容量通信的前提是需要實時高精的信道狀態(tài)信息或用戶狀態(tài)信道作支撐,這使得感知協(xié)同太赫茲通信成為研究熱門。通過接收用戶或目標表面反射的回波,對方位角進行估計,進而調(diào)整預(yù)編碼參數(shù)以實現(xiàn)波束對準與阻塞規(guī)避。

根據(jù)感知所采用的頻率,感知協(xié)同太赫茲通信可分為異頻感知與同頻感知兩類。對于異頻感知,主要可以分為低頻感知與光學(xué)感知。低頻感知信號可以相對穩(wěn)定地接收到回波信號,感知可靠性較高,但是受限于頻譜資源,其精度與分辨率不足[38];通過攝像頭等光學(xué)輔助設(shè)備可精確獲取目標的位置信息,但需要依賴人工智能技術(shù)對圖像信息進行處理,復(fù)雜度與時延相對較高[39]。另外,不同頻點的信道存在差異,因此將異頻感知信息用于太赫茲波束賦形會導(dǎo)致明顯的系統(tǒng)誤差。

同頻感知協(xié)同太赫茲通信可以在消除方位角系統(tǒng)誤差的同時,通過將通信與感知信號共用一套射頻裝置以簡化收發(fā)機結(jié)構(gòu),實現(xiàn)一體化增益。文獻[40]提出了面向車聯(lián)網(wǎng)場景的太赫茲感知協(xié)同超大規(guī)模多天線通信的混合預(yù)編碼方案,實現(xiàn)了硬件復(fù)雜度與通信速率的折中;文獻[41]提出了通過太赫茲感知太空障礙物的位置,調(diào)整太赫茲通信波束以避免鏈路被遮擋而中斷;文獻[42]則從更廣泛的角度,分析了太赫茲感知協(xié)同移動通信下的性能關(guān)系與性能界限,提出了感知與通信之間的近似閉式表達式。

3 太赫茲多天線移動通信性能界理論

基于上述討論,太赫茲多天線移動通信理論應(yīng)當綜合考慮太赫茲移動通信、太赫茲多天線通信、感知協(xié)同太赫茲通信等模型特征與分析方法,推導(dǎo)通信性能界限,并基于性能界理論提出太赫茲多天線移動通信性能優(yōu)化方法,提出指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計的邊界條件。

3.1 太赫茲多天線移動通信性能界限

針對太赫茲通信中的移動性難題,現(xiàn)有感知協(xié)同方案往往采用方位角感知輔助[42]。然而在高機動場景,目標的切向角速度可達0.2 rad/s[24],此時僅通過方位角信息已無法滿足窄波束對準的需求。為此,需要對目標的切向角速度進行感知。陣元數(shù)為N的太赫茲多天線系統(tǒng)通過時分體制發(fā)送通信與感知信號,設(shè)時分系數(shù)δ為感知時隙Ms與總時隙M之比,則t時刻接收到感知信號Ss(t)來自用戶表面反射的回波信號為:

(1)

(2)

式中:η為回波信號信燥比,Δ為采樣頻率。根據(jù)方位角估計與切向角速度的CRB,可得波束對準方差為:

(3)

如圖2所示,考慮高斯窄波束模型,則根據(jù)系統(tǒng)帶寬B、單位信噪比γ0、用戶單、接收天線單陣元截面積Scom與波束截面直徑wd,可以推導(dǎo)得到通信速率的上界為:

圖2 感知協(xié)同太赫茲多天線移動通信性能界限Fig.2 Performance bounds of sensing-assisted THz MIMO mobile communications

(4)

從而可以得到包括方位角與切向角速度的二維感知協(xié)同太赫茲多天線移動通信性能。與僅包括方位角的一維感知協(xié)同情形相比,切向角速度估計信息可以進一步提升通信速率的性能,使其性能界限迫近理想條件下的最優(yōu)容量。

3.2 太赫茲多天線移動通信性能優(yōu)化

太赫茲多天線系統(tǒng)工作帶寬大、頻點高、天線陣元數(shù)多,因此用于感知可以獲得極佳的測距、測速、測角性能。然而,目前太赫茲感知的可靠性仍存在諸多挑戰(zhàn):① 回波弱,太赫茲信號發(fā)射功率低,經(jīng)過去波路徑損耗、反射損耗與回波路徑損耗后,接收到的回波信號信噪比較低,從而降低參數(shù)估計的性能;② 不穩(wěn)定,太赫茲信號的回波強度受信道環(huán)境(直射路徑是否被阻塞等)與目標姿態(tài)(影響雷達反射截面等)影響,導(dǎo)致感知易失效、鏈路易中斷。為此,可以利用部署于太赫茲多天線系統(tǒng)后端的計算功能,對回波信號與信息進行處理,進而改善太赫茲感知的可靠性,從而對移動通信性能進行優(yōu)化,性能界限特征總結(jié)如表4所示,其中,γn為第n個接收天線陣元接收信號的單位信噪比,Tpri為感知間隔。

表4 不同場景下太赫茲多天線移動通信性能界限Tab.4 Performance bounds of THz MIMO mobile communications under various scenarios

根據(jù)應(yīng)用場景的不同,感知協(xié)同通信的考量參數(shù)存在差異。對于面向隨機抖動用戶的波束對準(高斯波束)場景,目標的移動性無法估計,僅可通過方位角感知協(xié)同通信;對于沿徑向方向機動的用戶的波束對準,可通過方位角-徑向速度二維感知協(xié)同通信;對于全向(徑向+切向)機動目標的波束對準,可通過方位角-徑向速度-切向角速度三維感知協(xié)同通信;對于全向機動目標進行波束聚焦(貝塞爾波束),可通過方位角-徑向速度-切向角速度-距離四維感知協(xié)同通信。

(5)

從而所獲融合信息的方差可表示為:

(6)

3.3 太赫茲多天線移動通信感知性能折衷

OFDM作為5G NR物理層的標準調(diào)制方式[43],因技術(shù)成熟度極高而廣泛應(yīng)用于太赫茲大容量傳輸。本節(jié)利用多天線OFDM波形同時實現(xiàn)通信和感知功能,研究太赫茲多天線移動通信和感知過程中存在的性能折衷問題。

考慮多數(shù)據(jù)流以及OFDM循環(huán)前綴(Cyclic Prefix,CP)和時間同步帶來的額外開銷,用戶目標實際體驗到的有效傳輸速率表示為[44]：

(7)

在回波感知方面,為了避免回波信號處理中引入符號間干擾,最大回波時延不應(yīng)超過CP長度,進而限制了最大容限距離[46],即:

(8)

為了避免在距離估計中產(chǎn)生距離模糊問題,最大不模糊距離計算為[46]：

(9)

綜合式(2)和式(3)得到,太赫茲移動通信系統(tǒng)的最大感知距離應(yīng)取最大容限距離和最大不模糊距離的最小值,即:

(10)

基于上述分析,圖3為采用4×4 MIMO-16QAM調(diào)制,fc=140 GHz、BOFDM=1 GHz、|v|max=60 km/h時有效傳輸速率和最大感知距離與子載波數(shù)的關(guān)系。在帶寬固定的條件下,隨著子載波數(shù)增加,OFDM符號長度增大,導(dǎo)致有效傳輸速率降低,最大感知距離延長。此外,有效傳輸速率還隨CP長度增大而減小,最大感知距離則隨CP長度增大而增大,二者均受CP占比影響,且呈相反趨勢。因此,太赫茲多天線移動通信存在有效傳輸速率與感知距離的性能折衷關(guān)系,主要影響因素包括子載波數(shù)和CP占比。

圖3 有效傳輸速率和最大感知距離與子載波數(shù)的關(guān)系Fig.3 Effective data rate and maximum sensing range versus number of subcarriers

4 未來方向

通過上述研究可知,用戶移動、天線波束與感知協(xié)同是太赫茲多天線移動通信的重要特征,也是其性能界理論面向的場景特性?，F(xiàn)有理論研究雖然已經(jīng)初步揭示了太赫茲多天線移動通信的性能界限,但還存在以下幾方面挑戰(zhàn)。

4.1 太赫茲多天線移動通信基礎(chǔ)信息理論

對于嚴謹?shù)男畔⒗碚撗芯?需要給出通信性能內(nèi)界,一方面需證明該界限是最大的可達界,另一方面需證明超過界限是不可達的。目前太赫茲多天線移動通信性能研究由于推導(dǎo)過程中采用了較多簡化與放縮的處理,得到的性能界限均為外界,其理論價值與對技術(shù)應(yīng)用的指導(dǎo)意義有限。如何在保證性能可閉式表征的前提下,面向特定場景參數(shù)與系統(tǒng)參數(shù),將外界逐漸收緊趨近于內(nèi)界,乃至于求出真正的內(nèi)界,是太赫茲多天線移動通信界限理論的研究重點。

4.2 太赫茲多天線移動通信信號處理

性能界限作為率指標的上界或失真指標的下界,其數(shù)值與真實指標存在差異,在實際系統(tǒng)設(shè)計中往往僅可作為參考。3.2節(jié)提出了基于性能界限計算的信號處理方法,以解決感知協(xié)同太赫茲多天線移動通信的可靠性難題,但CRB指標無法直接替代實際表征精度的均方根誤差(Mean Square Error,MSE)指標,其適用性有待數(shù)值仿真與硬件測試來驗證。與此同時,類似的思路也可用于通信的編碼、調(diào)制與波束賦形過程,通過計算性能界限以修正系統(tǒng)參數(shù)的信號處理方法,應(yīng)對太赫茲通信信道的高動態(tài)與隨機性,從而拓寬性能界限研究在指導(dǎo)太赫茲多天線移動通信系統(tǒng)的應(yīng)用價值。

4.3 太赫茲多天線移動通信波形設(shè)計

波形體制是任何通信系統(tǒng)的核心,現(xiàn)有5G NR標準對OFDM幀結(jié)構(gòu)定義尚未包含太赫茲頻段,導(dǎo)致太赫茲多天線移動通信波形設(shè)計缺少理論指導(dǎo)。3.3節(jié)僅討論了OFDM波形有效傳輸速率和最大感知距離的性能折衷,未涉及其他性能指標,折衷分析尚不完善。針對高速移動帶來嚴重多普勒效應(yīng),未來太赫茲移動通信需要采用能夠?qū)垢叨嗥绽疹l偏的新興通信波形OTFS,亟需進一步探究其幀結(jié)構(gòu)參數(shù)、多天線陣列設(shè)置和不同預(yù)編碼方式與通信性能指標(主要包括有效速率、頻譜/能量效率、通信距離和誤碼率等)之間的聯(lián)系,以構(gòu)建設(shè)計準則或理論框架,指導(dǎo)物理層波形設(shè)計。

5 結(jié)論

國內(nèi)外太赫茲多天線移動通信研究現(xiàn)狀表明,性能界理論缺失使得太赫茲移動通信的架構(gòu)單一、性能極限無法估量,制約太赫茲通信創(chuàng)新性發(fā)展。理論研究現(xiàn)狀表明,現(xiàn)有太赫茲多天線移動通信技術(shù)性能與需求的差距,可以通過感知協(xié)同方式迫近。太赫茲多天線移動通信性能界理論亟需深入研究性能界限、性能優(yōu)化、性能折中三個方面,需要重點厘出性能界可達與否、信號處理對性能界影響以及波形等物理層技術(shù)與性能界之間的內(nèi)在聯(lián)系。