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专题
2020/5/12 17:10

6G太赫兹传输链路特性分析

邮电设计技术  高帅,张忠皓,李福昌,马静艳,延凯悦

本文版权为《邮电设计技术》所有,如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部

摘 要:

6G时代,太赫兹技术将实现Tbit/s的超高容量,而更高频点电磁波将面临更为复杂的链路传播环境。分别介绍了太赫兹在晴朗空气、雨天、雾天等场景的链路损耗,给出太赫兹可用频谱建议以及太赫兹适合室外短距离覆盖以及室内覆盖的结论,最后提出相应的6G太赫兹的应用场景建议。

关键词:6G;太赫兹;链路损耗;部署场景

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2020.04.003

前言

随着高清数字电视、超高清VR/AR等多媒体业务的日益兴起,人们对高速数据传输的需求日益增长。为了实现更高的数据速率,通信系统需要分配更宽的带宽,追求更高的频谱效率。在带宽方面,100 GHz以上的载波频率是未来无线局域网最有希望的替代方案。

太赫兹(THz)波段通常从 300 GHz 到 10 THz。这一波段的电磁波对陶瓷、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。在外层空间,太赫兹波可以无损耗的传输,用很小的功率就可实现远距离通信,因此,太赫兹频段可以广泛应用于太空通信中。但在大气环境下,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频段依旧可以产生较低的衰减,因此可以在这些频率窗口范围内进行数据传输。通常这些频率窗口被定义在 300 GHz~1 THz,超过1 THz的频段由于极端的衰减不在无线通信建议的使用选项中。

因此,6G 太赫兹应用落地还面临一系列的问题与挑战。运营商和各个行业已经开始从太赫兹器件和太赫兹光学应用方面进行研究,但业界对太赫兹在无线链路的传播特性的分析还比较少。本文分析了太赫兹在晴朗空气、雨天、雾天等场景的链路损耗,并依据太赫兹链路传播特点提出6G太赫兹应用场景建议。

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