本文将阐述太赫兹移动通信技术相关内容,特别是视觉感知协同太赫兹短距离移动通信技术与功能试验方面的研究成果,包括技术原理、系统设计、实验过程以及通信性能等多方面内容。
太赫兹频段在6G通感一体化进程中占据重要地位,作为关键技术之一的太赫兹移动通信,与视觉系统相结合时,有望达成超高速率的移动通信,从而支持6G通感一体化在移动场景中的应用。然而,目前太赫兹窄波束对准技术效率不高,这极大地限制了太赫兹移动通信的广泛推广与应用。首先,我们深入分析太赫兹窄波束对准的基本原理后发现,硬件架构设计是影响高效波束对准的关键因素,这一问题急需借助视觉感知协同技术来解决。接下来,提出了一种视觉感知协同太赫兹通信系统的设计方案。该方案利用视觉追踪技术获取目标位置信息,然后依据这些信息辅助收发端天线调整方向。在系统设计与硬件实现方面,针对太赫兹数字基带信号处理,提出基于FPGA和ARM混合架构的异构系统。发射端通过一系列操作生成并发送太赫兹信号,接收端对接收的信号进行放大、变频、处理等操作,最后恢复出原始比特信息并对通信性能进行表征。在功能实验设计部分,考虑室内测量环境的多径效应影响,采用特定的通信感知一体化信号设计。选择典型室内环境进行视觉协同通信验证,实验中设置了不同的条件,如收发端静止与运动状态、不同发射信号功率、不同通信距离等,以此来测量系统误码率,评估系统性能。实验结果显示,在移动过程中,收发端天线能够保持高度对准。通过对运动过程中不同位置的接收端信号星座图分析,发现尽管通信距离和环境不断变化,在不同距离下系统虽有性能波动但仍能正常工作,在复杂多径环境下实现了短距离和中低速移动场景下的波束快速对准,满足一般短距离高频通信要求,具备应用到未来多种太赫兹通信场景的潜力。最后,文章从当前太赫兹移动通信的现状出发,总结需求,阐述视觉感知协同太赫兹一体化系统的设计原理,分析设计低复杂度系统的重要性,给出系统架构,通过室内短距离移动通信试验证明其应用潜力,还为后续系统优化和发展方向提供了参考。
太赫兹移动通信技术,指出太赫兹窄波束对准技术效率低的问题,提出视觉感知协同太赫兹通信系统设计方案。详细介绍了系统设计与硬件实现、功能实验设计等内容,实验结果表明该系统在短距离和中低速移动场景下能实现波束快速对准,满足要求且有应用潜力,最后还对整体研究进行了总结与展望。
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