太赫兹通信感知一体化波形:现状与展望

面向6G时代机器通信、沉浸式业务对高精度感知与高速率通信的需求,通信感知一体化技术应运而生.基于此,针对太赫兹通信感知一体化波形的场景、波形设计方法和未来展望进行了阐述和总结.首先,概括了太赫兹通信感知一体化波形设计所面临的场景与需求,包括感知辅助通信场景、感知催生的新业务场景等.然后,从太赫兹电磁波的传播特点、太赫兹...     

多频段协同通信的新机遇——太赫兹通信感知一体化

随着下一代移动通信系统（6G）的不断推进,太赫兹（THz）通信感知一体化技术将成为多频段协同通信技术的新机遇。THz通信技术对多维度、多粒度感知能力的迫切需求将助力多频段协同技术的新发展。提出面向THz通感一体化的多频段协同技术,认为可以通过感知协同和通信协同来提升THz通信性能。通过两个典型实例论述了面向THz通感一体化的多频段协同的关键技术和挑战。     

光子太赫兹通信技术

随着无线数据传输速率需求的爆炸式增长,太赫兹频段(0.1~10 THz)以其丰富的频谱资源备受关注。太赫兹光子学的通信技术因具有超宽带、调制效率高、谐波干扰小等技术优势,被公认可以极大地促进数据传输速率向Tbit/s发展。本文以光子太赫兹通信3个方面关键技术的综述分析为基础,包括光子太赫兹通信的收发器件、基带信号处理技术、系统架构与实验验证等,探讨光子太赫兹通信技术的发展趋势,并从宏观与微观尺度展望光子太赫兹通信的潜在应用场景。     

基于OFDM的太赫兹通感一体化波形设计与性能分析

针对当前正交频分复用(OFDM)通信系统,开展了基于二维快速傅里叶变换(2D-FFT)的一体化波形研究。探究了太赫兹OFDM波形感知特性,通过理论和仿真计算相结合,分析不同频率和带宽下波形参数设计的影响,以指导太赫兹OFDM通信感知一体化(ISAC)系统设计。理论和仿真计算分析表明,太赫兹OFDM通信感知一体化系统具有多目标感知能力,太赫兹大带宽特性使其感知距离分辨力高达厘米级,速度分辨力可达分米每秒级,且低感知信噪比情况下仍能解析出目标的位置与速度信息,证明了OFDM通信感知一体化波形能够支撑太赫兹窄波束移动通信。     

多天线感知通信一体化系统低相关性波形设计

为实现多天线无线系统中感知和通信的一体化波形设计问题,提出一种基于加权优化的目标函数,在完成数据通信的同时,降低各天线波形之间的互相关性。利用梯度投影法设计了最优通信波形并作为初始迭代点,而后利用最大化最小化算法得到一体化波形设计结果。仿真结果表明,设计的一体化波形实现了通信性能和感知性能的权衡,可用于多天线感知通信一体化系统之中。     

太赫兹探测与通信技术新进展

回顾了太赫兹技术的最新进展,并总结了未来的几个重要方向,重点介绍几种关键的太赫兹技术,包括太赫兹源、太赫兹传输、太赫兹调制和太赫兹检测。简要介绍了当前太赫兹技术的发展现状和应用情况,如射电天文学、物体无损检测、医疗成像、安检等太赫兹探测应用和太赫兹通信概况。对太赫兹探测和通信最新技术进展进行了回顾,给出了该领域的前瞻研究方向。     

雷达通信一体化波形分离算法研究

进行了雷达通信一体化波形分离算法的研究,提出了一种新的雷达通信一体化设计方案.该方案通过简单的叠加方式将雷达和通信信号直接合成,避免了由于波形的非正交性带来的影响,在接收端利用盲信号处理的思路进行波形的分离.该方案解决了目前在载机上雷达和通信的不同同时工作的缺陷,并改进了原基于最大信噪比分离算法的一些缺陷,提高了分离的效果.最后,通过仿真结果证明了本文算法的有效性和一体化方案的正确性.     

太赫兹轨道角动量通信关键技术与挑战

面对日益紧张的频谱资源与众多新兴应用对更高通信速率的要求,THz与OAM作为突破当前通信系统瓶颈的关键技术而广受关注。将两者结合的THz-OAM技术不仅继承了两者的优点,也面临着一些重要挑战。综述了OAM在通信领域的研究进展,展现了其提高通信容量与丰富通信维度的特有优势;研究了OAM波束在多径、大气湍流等环境下的传输特性及其应对方法,用于完善THz-OAM信道的通用模型;总结了THz-OAM通信系统面临的挑战,为6G通信技术的发展和应用提供参考。     

太赫兹通信技术的研究与展望

太赫兹通信是一个极具应用前景的技术,太赫兹波有非常宽的还没分配的频带,并且具有传输速率高、方向性好、安全性高、散射小及穿透性好等许多特性.发展太赫兹通信技术已成为各发达国家研究的热点.该文分析了国内外太赫兹通信的研究情况;以太赫兹通信系统的整体框架,全面地介绍和分析了太赫兹通信的一些关键技术和最新研究成果;同时,对太赫兹的技术发展趋势和应用前景做了展望,提出了太赫兹技术的发展战略.     

太赫兹通信系统的研究现状与应用展望

随着无线通信技术的发展,对无线通信速率和频率的要求逐年提高。现有无线通信频段已趋于饱和,而太赫兹频段是一个全新的空间。本文按照产生方式分类对近年国内外太赫兹通信研究最新进展进行了综述,并给出未来太赫兹通信系统在光载无线通信、空间领域、军事领域上的可能应用方向。     

用于太赫兹通信的双向全并行相位估计算法

在太赫兹通信的超宽带应用场景下,太赫兹载波是通过多次倍频实现,因而导致相噪严重恶化。基于太赫兹频率下的多极/零相位噪声模型,在传统的盲相位估计算法的基础上,提出了一种全并行化的相位估计算法。该算法通过在每个并行数据中插入导频,将导频相噪信息作为初始相位对并行数据进行相位扩展及旋转鉴相。借鉴传统盲相位估计算法的最佳相位估计值的判决选择思路,同时利用前一时刻导频和当前时刻导频,对当前并行数据从前后两个方向进行相位估计并对前后两个估计相位基于距离前后导频的位置进行加权求和以获得最佳相位估计信息。经过仿真验证,通过该算法后残余相噪在1 MHz和10 MHz处分别降低10 dBc/Hz和25 dBc/Hz。     

卫星通信抗截获信号波形设计

针对卫星通信信号传输隐蔽性不高的问题,提出了一种抗截获的信号波形设计方法。采用具有循环平稳特性的大信号掩盖不具有循环平稳特性的弱信号,含有重要信息的弱信号成为大信号的背景信号,实现卫星信号的隐蔽传输。弱信号包含正常业务数据和重要数据,利用随机跳码扩频和随机跳时将两者合并的同时,可将重要数据隐藏于弱信号中,并破坏弱信号的循环平稳特性,提高重要数据传输的安全性。对信号波形仿真分析,在大信号和弱信号的功率比高于7 dB时,盲检测不到弱信号的存在,表明设计波形具有抗截获性。最后对弱信号解调性能仿真分析,表明抗截获能力提高的同时,其传输性能仍在可接受范围内。     

面向6G的通感空口融合无线电接入网方案

通信感知一体化技术已经成为6G的重要研究方向之一。针对6G通信与感知在空口层面进行融合的必要性分析,指出通感空口融合不仅可以提升6G系统服务能力,还可以有效提升无线频谱的利用率。提出一种面向6G的通感空口融合无线电接入网方案,包括无线电接入网整体框架、无线感知与通信信号复用方式、一体化信道/信号设计等,为进一步开展研究提供参考。对通感空口融合所面临的挑战进行分析,并指出通感空口融合将对6G空口协议栈设计造成重要影响,需重点研究。     

伪随机码调相跳频信号的波形设计及距离处理

讨论了伪随机码调相跳频信号的表达形式和特点,并根据雷达系统的需求和参数设计的约束条件设计信号的波形;研究了回波信号的处理方法.根据信号的跳频和编码特性,距离处理分为编码测距和频间距离处理.利用伪随码的相关特性,对回波信号进行采样,提取与发射信号相关的距离信息;对于不同频率闹的距离处理,考虑到跳频产生的不同多普勒频率的影响,所以首先进行速度门的校正和相位补偿.MATLAB仿真结果表明,两种距离处理方法均可获得较为理想的距离信息.     

综合化通信设备信号流程设计与实现

介绍了综合化通信设备通用信号处理模块的硬件框架平台,提出了综合化通信设备的信号流程设计,着重给出其流程的实现过程,并分析其流程设计的优点,最后指出所提设计可为其他类似系统的通信设备移植提供参考。     

无人机通信感知一体化：架构、技术与展望

无人机应急通信作为第六代移动通信系统（6G）的一种典型应用,具有灵活部署、按需覆盖的优势。与此同时,通信感知一体化是6G的重要特征和核心使能技术之一,它可以应用于无人机应急通信中,以提升频谱效率、感知精度,降低系统成本,但二者如何结合,仍是学术界和工业界的研究热点和难点。为此,提出了一种无人机通信感知一体化的体系架构,探讨了支撑该架构的基础理论和关键技术,并展望了无人机通信感知一体化的未来发展方向及挑战。     

雷达信号处理模块组件化设计与仿真

为有效提高雷达系统仿真效率,本文提出了一种雷达信号处理模块组件化设计方法。所提方法首先根据雷达信号处理各流程的独立性建立信号处理功能组件库;在此基础上根据所仿真雷达对象进行组件的选择与拼接可灵活构建出所需信号处理模块。最后通过基于Visual Studio 2013平台中构建的雷达组件化信号处理模块的系统试验证明了所提方法的有效性。     

基于正交时频空间调制的通信感知一体化系统的公平性功率分配方案

通信感知一体化（integrated sensing and communication,ISAC）通过实现通信和雷达感知的资源共享,在人机交互、车联网（vehicle-to-everything,V2X）、遥感和环境检测等应用场景中很有前景。为解决高移动性的车联网中通信和雷达感知所需的频率资源的冲突,基于正交时频空间（orthogonal time frequency space,OTFS）调制提出了OTFS-ISAC系统,基站通过接收车辆反射的回波,获得车辆运动参数,从而建立车辆运动的移动拓扑模型。此外,针对多车辆移动场景,提出了保证用户公平性的非正交多址接入OTFS-ISAC系统设计和功率分配算法。仿真结果表明,相比于无雷达感知辅助的非正交多址OTFS系统,基于OTFS-ISAC的非正交多址接入系统实现了25%的信息速率提升。