Семь определяющих особенностей беспроводных систем терагерцового (ТГц) диапазона: содружество связи и зондирования

Беспроводная связь в терагерцовом (ТГц) диапазоне частот (0,1–10 ТГц) рассматривается как одна из основ будущих беспроводных систем 6G. Благодаря значительной доступной полосе частот при надлежащем развертывании ТГц-частоты потенциально способны обеспечить существенный прирост пропускной способности беспроводной связи и высокоразрешающее зондирование окружающей среды. Однако функционирование беспроводной системы в высокочастотных диапазонах, таких как ТГц, ограничивается крайне неопределенным и динамичным каналом. В результате эти ограничения канала приводят к ненадежным прерывистым соединениям из-за изначально небольшой дальности связи, а также высокой подверженности блокировке и молекулярному поглощению. Следовательно, подобные препятствия могут поставить под угрозу перспективы ТГц-диапазона в обеспечении высокоскоростной связи и высокоразрешающего зондирования. В этом контексте в статье представлен панорамный обзор шагов, необходимых для эффективного и надежного развертывания и эксплуатации беспроводных систем следующего поколения в ТГц-диапазоне, которые будут синергетически поддерживать содружество услуг связи и зондирования. С этой целью сначала излагаются основы ТГц-диапазона частот. На их основе характеризуются и всесторонне исследуются семь уникальных определяющих особенностей беспроводных систем ТГц-диапазона: 1) квазиоптические свойства диапазона, 2) архитектуры беспроводных систем, адаптированные к ТГц-диапазону, 3) синергия с более низкочастотными диапазонами, 4) объединенные системы зондирования и связи, 5) процедуры физического уровня, 6) методы доступа к спектру и 7) оптимизация сети в реальном времени. Эти семь определяющих особенностей позволяют понять, как переосмыслить известные сегодня беспроводные системы, чтобы подготовить их к поддержке ТГц-диапазонов и их уникальной среды. С одной стороны, ТГц-системы используют свои квазиоптические свойства и могут превращать каждую проблему связи в возможность зондирования, тем самым способствуя появлению нового поколения многофункциональных беспроводных систем, способных выполнять различные функции, выходящие за рамки базовой связи. На...