Terahertz(THZ)技术已成为下一代无线通信和广泛应用的令人兴奋的边界。THZ频段的空前带宽允许超高的数据速率,在无线虚拟现实,高清多媒体流媒体,高保真移动全息图和无线芯片芯片通信方面开辟了令人兴奋的机会。但是,部署THZ系统提出了重大的网络和安全挑战,必须应对这些挑战,以充分实现该技术的潜力。本文全面分析了THZ通信的关联网络和安全问题,这些网络和安全问题是根据2014年至2024年之间发表的相关文献。信号传播和路径丢失,光束跟踪和对齐方式以及有效的网络体系结构和干扰管理技术的设计是解决的一些关键网络挑战。在安全性方面,本文着眼于物理层安全性,窃听和阻塞威胁,以及针对启用THZ的设备的硬件安全性和可信赖的计算注意事项。分析强调了THZ信号的独特特征,例如它们的高方向性,对分子吸收和阻塞的敏感性以及独特的传播行为,这既带来了网络和安全的机会和挑战。创新的解决方案和鲁棒的安全机制,例如指导调制,基于波束的安全性,安全的钥匙分配协议和基于硬件的证明技术,以解决这些挑战的潜在方法,从而帮助并指导未来的研究工作。
4 频率范围 100 - 275 GHz ............................................................................................................................. 16 4.1 引言 ...................................................................................................................................................... 16 4.2 频段 102 - 109,5 GHz ............................................................................................................................. 17 4.2.1 描述 ............................................................................................................................................. 17 4.2.2 监管情况 ............................................................................................................................................. 17 4.2.2.1 全球范围 ............................................................................................................................................. 17 4.2.2.2 区域范围 ............................................................................................................................................. 17 4.2.3 已分配频谱的其他业务 ............................................................................................................................. 18 4.2.3.1 业务描述和保护方法 ............................................................................................................................. 18 4.2.4 结论性意见和建议 ............................................................................................................................. 18 4.3 频段141 - 148,5 GHz 频段 ................................................................................................................... 18 4.3.1 描述 .............................................................................................................................................. 18 4.3.2 监管情况 .............................................................................................................................................. 19 4.3.2.1 全球范围 ...................................................................................................................................... 19 4.3.2.2 区域范围 ...................................................................................................................................... 19 4.3.3 已分配频谱的其他业务 ...................................................................................................................... 19 4.3.3.1 业务描述和保护方法 ...................................................................................................................... 19 4.3.4 结论性意见和建议 ............................................................................................................................. 20 4.4 频段 151,5 - 164 GHz .............................................................................................................................. 20 4.4.1 说明 ...................................................................................................................................................... 20 4.4.2 监管情况 .............................................................................................................................................. 20 4.4.2.1 全球范围 ............................................................................................................................................ 20 4.4.2.2 区域范围 ............................................................................................................................................ 20 4.4.3 已分配频谱的其他业务 ...................................................................................................................... 21 4.4.3.1 业务描述和保护方法 ...................................................................................................................... 21 4.4.4 结论性意见和建议 ................................................................................................................................ 21 4.5 167 - 174,8 GHz 频段 ............................................................................................................................. 21 4.5.1 说明 ............................................................................................................................................................. 21 4.5.2 监管情况 ............................................................................................................................................. 22 4.5.2.1 全球范围 ................................................................................................................................................ 22 4.5.2.2 区域范围 ................................................................................................................................................ 22 4.5.3 已分配频谱的其他业务 ............................................................................................................................ 22 4.5.3.1 业务描述和保护方法 ............................................................................................................................. 22 4.5.4 结论性意见和建议 ................................................................................................................................ 23 4.6 频段 191,8 - 200 GHz ............................................................................................................................. 23 4.6.1 描述 ............................................................................................................................................................. 23 4.6.2 监管情况 ............................................................................................................................................................................. 23 4.6.2.2 区域性 ...................................................................................................................................... 23 4.6.3 已分配频谱的其他服务 ...................................................................................................................... 24
5 收发器构建模块建模 ................................................................................................................................ 20 5.1 信号路径组件 .............................................................................................................................................. 20 5.1.1 接收器噪声系数和非线性 ...................................................................................................................... 20 5.1.1.1 高级建模 ...................................................................................................................................... 20 5.1.1.2 THz 频段接收器非线性模型 ...................................................................................................... 21 5.1.1.3 三阶截点 IIP3dBm 和 SNDR ............................................................................................. 22 5.1.2 发射器输出功率 ................................................................................................................................ 22 5.1.2.1 输出功率的作用 ................................................................................................................................ 22 5.1.2.2 功率放大器输出功率和效率 ............................................................................................................. 23 5.1.3 功率放大器非线性建模................................................................................................... 24 5.2 时钟组件 ...................................................................................................................................... 25 5.2.1 锁相环和倍频器的相位噪声分布 ................................................................................................ 25 5.2.2 时间域相位噪声样本的生成 ............................................................................................................. 28 5.2.2.1 离散时间相位噪声模型 ............................................................................................................. 28 5.2.2.2 相位噪声功率谱密度采样 ............................................................................................................. 29 5.2.2.3 离散 PSD 缩放 ............................................................................................................................. 30 5.2.2.4 相位噪声样本生成 ............................................................................................................................. 30 5.2.2.4.1 随机性包含 ............................................................................................................................. 30 5.2.2.4.2 相位样本生成 ............................................................................................................................. 30 5.2.2.4.3 相位噪声样本生成................................................................................................................ 30 5.2.2.5 单次长生成................................................................................................................................................ 30 5.2.2.6 建议............................................................................................................................................... 31 5.3 数据转换器和基带滤波器........................................................................................................................ 31 5.3.0 简介....................................................................................................................................................... 31 5.3.1 数据转换器....................................................................................................................................... 31 5.3.1.0 简介................................................................................................................................................. 31 5.3.1.1 数据转换器性能指标.................................................................................................................... 32 5.3.1.2 性能趋势.................................................................................................................................... 42 5.4 光束斜视.................................................................................................................................................... 43 5.4.1 THz 波段的光束斜视效应............................................................................................................. 43 5.4.2 光束斜视的理论分析................................................................................................... 44 5.4.3 波束斜视处理 ................................................................................................................................ 48 5.5 射频损伤对 THz 链路的影响 ................................................................................................................ 5031 5.3.1.1 数据转换器性能指标 ...................................................................................................................... 32 5.3.1.2 性能趋势 ...................................................................................................................................... 42 5.4 光束斜视 ......................................................................................................................................................... 43 5.4.1 THz 频段的光束斜视效应 ......................................................................................................................... 43 5.4.2 光束斜视的理论分析 ............................................................................................................................. 44 5.4.3 光束斜视处理 ...................................................................................................................................... 48 5.5 RF 损伤对 THz 链路的影响 ............................................................................................................................. 5031 5.3.1.1 数据转换器性能指标 ...................................................................................................................... 32 5.3.1.2 性能趋势 ...................................................................................................................................... 42 5.4 光束斜视 ......................................................................................................................................................... 43 5.4.1 THz 频段的光束斜视效应 ......................................................................................................................... 43 5.4.2 光束斜视的理论分析 ............................................................................................................................. 44 5.4.3 光束斜视处理 ...................................................................................................................................... 48 5.5 RF 损伤对 THz 链路的影响 ............................................................................................................................. 50
摘要 :在过去的几十年里,太赫兹技术取得了长足的进步,这从当前太赫兹源和探测器的性能以及多种太赫兹应用的出现可以看出。然而,在量子技术领域,太赫兹光谱域仍处于起步阶段,不像近年来蓬勃发展的邻近光谱域。值得注意的是,在微波领域,超导量子比特目前是量子计算机的核心,而量子加密协议已经通过卫星链路在可见光和电信领域成功演示。太赫兹领域在这些令人瞩目的进步中落后了。今天,太赫兹领域的当前差距显然与量子技术有关。尽管如此,在太赫兹频率下工作的量子技术的出现可能会产生重大影响。事实上,由于太赫兹辐射对大气扰动的敏感性低,因此它对具有终极安全性的无线通信具有重大前景。此外,它还有可能提高固态量子比特的工作温度,从而有效解决现有的可扩展性问题。此外,太赫兹辐射可以操纵分子的量子态,这被认为是进行长距离相互作用的量子计算和模拟的新平台。最后,它能够穿透通常不透明的材料,或者具有抗瑞利散射的能力,这些都是量子传感非常有吸引力的特性。从这个角度来看,我们将讨论潜在的
摘要 :在过去的几十年里,太赫兹技术取得了长足的进步,这从当前太赫兹源和探测器的性能以及多种太赫兹应用的出现可以看出。然而,在量子技术领域,太赫兹光谱域仍处于起步阶段,不像近年来蓬勃发展的邻近光谱域。值得注意的是,在微波领域,超导量子比特目前是量子计算机的核心,而量子加密协议已经通过卫星链路在可见光和电信领域成功演示。太赫兹领域在这些令人瞩目的进步中落后了。今天,太赫兹领域的当前差距显然与量子技术有关。尽管如此,在太赫兹频率下工作的量子技术的出现可能会产生重大影响。事实上,由于太赫兹辐射对大气扰动的敏感性低,因此它对具有终极安全性的无线通信具有重大前景。此外,它还有可能提高固态量子比特的工作温度,从而有效解决现有的可扩展性问题。此外,太赫兹辐射可以操纵分子的量子态,这被认为是进行长距离相互作用的量子计算和模拟的新平台。最后,它能够穿透通常不透明的材料,或者具有抗瑞利散射的能力,这些都是量子传感非常有吸引力的特性。从这个角度来看,我们将讨论潜在的
•高度激发原子状态中电子的绕循环•小分子的旋转•蛋白质重要的集体模式的振动•半导体及其纳米结构中电子的谐振频率•超导能量能量隙
摘要:在过去的几十年里,太赫兹技术取得了长足的进步,这从当前太赫兹源和探测器的性能以及多种太赫兹应用的出现可以看出。然而,在量子技术领域,太赫兹光谱域仍处于起步阶段,不像近年来蓬勃发展的邻近光谱域。值得注意的是,在微波领域,超导量子比特目前是量子计算机的核心,而量子加密协议已通过卫星链路在可见光和电信领域成功演示。太赫兹领域在这些令人瞩目的进步中落后了。今天,太赫兹领域的当前差距显然与量子技术有关。尽管如此,在太赫兹频率下工作的量子技术的出现可能会产生重大影响。事实上,由于太赫兹辐射对大气扰动的敏感性较低,因此对于具有终极安全性的无线通信具有重大前景。此外,它还有可能提高固态量子比特的工作温度,从而有效解决现有的可扩展性问题。此外,太赫兹辐射可以操纵分子的量子态,这被认为是进行长距离相互作用的量子计算和模拟的新平台。最后,它穿透通常不透明材料的能力或其对瑞利散射的抵抗力对于量子传感来说是非常有吸引力的特性。从这个角度来看,我们将讨论潜在的
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