太赫兹信道电波传播及信道特性分析

作     者：弋浩凡 官科 何丹萍 艾渤 赖峥嵘 钟章队 

作者机构：北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室 北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心 智慧高铁系统前沿科学中心 广东省新一代通信与网络创新研究院 宽带移动信息通信铁路行业重点实验室 

出 版 物：《通信学报》 (Journal on Communications)

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(No.2020JBZD005) 国家自然科学基金资助项目(No.61771036,No.61901029) 轨道交通控制与安全国家重点实验室自主课题基金资助项目(No.RCS2020ZZ005) 

摘      要：针对太赫兹频段进行大规模、高自由度的信道测量不再现实，使基于测量数据的信道关键参数提取和信道特性分析不再适用的问题，首先，综述了太赫兹电波相较于Sub-6 GHz和毫米波频段电波传播的不同特性，包括不同气象因素和材料粗糙表面对电磁波的影响。接着，提出利用射线跟踪技术，仅通过有限的信道测量数据校准目标场景中的三维环境模型以及材料电磁参数；然后，利用从射线跟踪仿真反演出的参数在类似但更具一般性的特定场景中，进行大量射线跟踪仿真，代替信道测量生成大量真实、有效的全维度信道数据；最后，提取并分析信道特性，例如路径损耗、阴影衰落、莱斯K因子、均方根时延扩展、角度扩展以及多普勒频移和多普勒扩展。2个案例研究是从室内桌面通信场景到室外智能车联网场景，分别代表了6G移动通信从短距离到远距离用例的两端，对于室外场景还额外考虑了不同气象条件下对信道参数的影响，对太赫兹系统的设计和评估具有重大意义。