多频段协同通信的新机遇——太赫兹通信感知一体化
胡田钰/HU Tianyu，李玲香/LI Lingxiang，陈智/CHEN Zhi
（电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室，中国 成都 611731）
为缓解海量流量需求与紧缺频谱资源之间的尖锐矛盾，有必要在下一代移动通信系统（6G）中研究并部署基于Sub-6 GHz、毫米波和太赫兹（THz）频段（0.1～10 THz）的全频谱通信。为此，国际电信联盟（ITU）于2019年世界无线电大会（WRC2019）上为固定和移动业务标识了范围为275～450 GHz的新增频段。然而，单一频段使用往往存在极大的局限性，如Sub-6 GHz频段虽然技术十分成熟且已大面积部署，但无法支持高速率的数据传输应用；
而毫米波和THz频段则难以承担较大覆盖范围内的通信服务，且其严重的路径损耗和易阻塞性又导致系统复杂性和部署难度大大提高。因此，我们可以通过多频段的协同来实现高速率、广覆盖、高质量的通信服务，以满足未来如图1所示场景的沉浸化、智慧化、全域化的业务应用需求。
图1 沉浸化、智慧化、全域化的业务应用需求场景［1］
自2020年2月ITU在无线电通信部门5D工作组（ITUR WP5D）会议上启动面向2030及未来（6G）的研究工作之后，中国的IMT-2030（6G）推进工作如火如荼地开展。其中，随着THz通信和通信感知一体化等6G潜在关键技术的不断推进，THz通信感知一体化（简称通感一体化）技术被提出，以更好地实现智慧城市、全息通信、扩展现实等新兴应用及其相关业务（如人工智能、沉浸式交互和数字孪生等）。THz通感一体化不仅可以基于THz频段的极高频率以Tbit/s速率来实现业务的海量数据传输，也可以基于THz频段的极大带宽来实现高精度和高分辨率感知。另外，所获取的物理环境感知信息还可用来辅助THz通感一体化的通信功能，如THz波束的快速对准和跟踪、智能定向组网等。然而，THz信道所面临的严重的路径传播损耗、较弱的衍射能力（即阻塞敏感性）和不可忽略的分子吸收现象同样使THz通感一体化技术的通信和感知范围受限。
多频段协同的无线通信往往关注Sub-6 GHz和毫米波频段/THz频段之间的协同，如带外信息辅助的毫米波信道估计和环境感知、控制面用户面分离架构下的控制信令低频传输和有用数据高频传输，以及对应的高低频无线协作组网等。然而，对于面向上述新兴应用和业务的THz通...
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