Next Generation Terahertz Communications: A Rendezvous of Sensing, Imaging, and Localization
太赫兹（THz）波段通信被誉为下一代无线系统的关键技术，有望集成广泛的数据需求和延迟敏感的应用。随着光学、电子和等离子体收发器设计的最新进展，集成、自适应和高效的THz系统不再遥不可及。在本文中，我们提出了一个渐进的愿景，传统的“太赫兹差距”将如何转变为“太赫兹热潮”在未来几年。我们认为，THz频段将带来的突破将不仅仅是由可实现的高数据速率驱动的，而是更深刻地由THz传感，成像和定位应用之间的相互作用驱动的。我们首先详细介绍了在太赫兹波段的这些应用程序的特点。然后，我们说明了它们的合并如何在超越5G的用例中增强环境感知系统性能。我们进一步讨论了在共享和专用资源分配的背景下合并应用程序的实施方面，突出了机器学习的作用。
2020-05-01 eess.SP
Terahertz-Enpowered Communications and Sensing in 6G Systems: Opportunities and Challenges
本文探讨了6G系统中太赫兹频段赋能的通信与感知技术，分析了其带来的海量频谱资源和独特感知优势等机遇，以及实现该技术潜力需解决的关键挑战。
2023-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Communication and Radar Sensing for Terahertz Space-Air-Ground Integrated Networks (SAGIN)
针对SAGIN动态非地面环境，系统研究太赫兹JCRS技术，涵盖传播信道、链路容量比较、波形设计与组网策略，并综述器件进展，以支撑高速通信与精确感知的集成。
2025-02-25 eess.SP
Terahertz channel modeling based on surface sensing characteristics
本文提出利用太赫兹信道固有感知能力获取环境表面介电特性的信道建模新方法，避免了传统THz-TDS和VNA测量对样品制备的高要求，并在微型城市和室内场景中验证了其有效性。
2024-08-11 eess.SP physics.app-ph
DebriSense: Terahertz-based Integrated Sensing and Communications (ISAC) for Debris Detection and Classification in the Internet of Space (IoS)
本文提出DebriSense-THz系统，利用太赫兹通信感知一体化（ISAC）技术和机器学习进行LEO卫星空间碎片检测与分类，在5 THz下实现95-99%的准确率，显著提升了空间态势感知能力。
2024-08-24 eess.SP
Hybrid Beamforming with Orthogonal delay-Doppler Division Multiplexing Modulation for Terahertz Sensing and Communication
本文针对太赫兹感知与通信，提出采用正交时延-多普勒复用调制的混合波束成形，通过感知合并器设计最小化CRLB并优化预编码器，实现高精度感知与最大频谱效率，且通信与感知优化可解耦。
2025-02-25 eess.SP
YOLO: An Efficient Terahertz Band Integrated Sensing and Communications Scheme with Beam Squint
本文提出一种利用波束斜视效应的太赫兹大规模MIMO集成感知与通信方案，通过一次信号收发实现快速动态目标感知，显著降低感知开销。
2024-02-06 eess.SP
Single Antenna Terahertz Sensing using Preconfigured Metasurfaces
本文针对单天线雷达无法测角的局限，提出利用一对预配置超表面产生角度相关干涉图样，并结合太赫兹宽频带波束斜视效应和稀疏重构技术，实现快速、准确的多目标角度估计。
2025-02-05 eess.SP
Distributed Optimization-Learning with Graph Transformers for Terahertz Cell-Free Integrated Sensing and Communication Systems
Australian National University（澳大利亚国立大学）；University of Technology Sydney（悉尼科技大学）；University of Houston（休斯顿大学）
本文提出基于图变压器的分布式优化学习框架，解决太赫兹无基站一体化感知与通信系统中的联合调度与信号设计问题，通过优化访问点与用户设备关联及波束成形，平衡通信与感知的权衡。
2026-04-11 eess.SP
Terahertz-Band Integrated Sensing and Communications: Challenges and Opportunities
本文综述了太赫兹频段集成感知与通信（ISAC）的关键技术，包括天线阵列、混合波束赋形、反射表面和机器学习，并分析了波束分裂、近场波束赋形等挑战及未来研究方向。
2024-10-04 eess.SP
Waveform Design for Joint Sensing and Communications in Millimeter-Wave and Low Terahertz Bands
毫米波（mmWave）和低太赫兹（THz）频带中的感测和通信的融合已经被设想为有前途的技术，因为它通过共享频率和硬件资源两者以频谱和成本有效的方式结合了数百Gbps的高速率数据传输和毫米级雷达感测。然而，由于传播信道和射频（RF）前端的特殊性，联合雷达传感和通信（JRC）系统在毫米波和低THz尺度上面临着相当大的挑战。为此，本文研究了毫米波和低太赫兹波段超宽带JRC系统的波形设计。首先，考虑基于共存概念的JRC设计，其中两个函数都以时域双工（TDD）方式工作，提出了一种新的多子带准完美（MS-QP）序列用于目标感知，该序列由不同子带上的多个完美序列组成，实现了精确的目标测距和速度估计，同时仅需要用于序列检测的成本有效的低速率模数转换器（A/D）。此外，设计了每个完美子序列的根索引，以消除强多普勒频移对雷达感知的影响。最后，通过对MS-QP序列进行时域扩展，在每个子带上产生空频点，用于数据传输，从而构造数据嵌入MS-QP（DE-MS-QP）波形。与TDD方式下基于共存的JRC系统不同，所提出的DE-MS-QP波形能够同时实现无干扰的感测和通信，同时继承了MS-QP序列的所有优点。数值结果验证了所提出的波形的通信和传感性能，硬件成本以及灵活的资源分配之间的双重功能的优越性。
2022-12-26 eess.SP
Terahertz Integrated Sensing and Communication-Empowered UAVs in 6G: A Transceiver Design Perspective
本文从收发机设计视角系统研究太赫兹ISAC赋能无人机在6G中的关键技术与挑战，重点探讨混合波束赋形、高能效波形设计和信道状态信息获取，并展望未来研究方向。
2025-02-07 eess.SP
Near-field Hybrid Beamforming for Terahertz-band Integrated Sensing and Communications
针对太赫兹大规模阵列近场波束斜视降低ISAC波束成形精度的问题，提出近场太赫兹ISAC混合波束成形交替优化方法及基带波束斜视补偿方案，在无额外硬件下实现良好频谱效率与斜视抑制效果。
2023-09-25 cs.IT eess.SP math.IT
Time-Frequency-Space Transmit Design and Receiver Processing with Dynamic Subarray for Terahertz Integrated Sensing and Communication
本文研究太赫兹通信感知一体化的时频空发射设计与接收机处理，提出基于动态子阵列架构的混合预编码算法与参数估计算法，实现了百分级角度与毫米级距离估计精度，并开发干扰处理算法提升感知能力。
2024-03-26 cs.IT eess.SP math.IT
Environment-Aware Channel Measurement and Modeling for Terahertz Monostatic Sensing
该研究针对太赫兹感知通信一体化系统的信道建模需求，开展300GHz室内单站感知信道测量，提出环境感知信道建模框架，可从信道特征中提取物理场景属性，为太赫兹ISAC信道建模提供支撑。
2025-09-02 eess.SP
Environment Reconstruction in Terahertz Monostatic Sensing: Joint Millimeter-level Geometry Mapping and Material Identification
本文提出一种计算高效的太赫兹环境重建框架，结合CCA辅助的多径估计与滑动窗口细化策略，在290-310 GHz频段实现了毫米级几何映射与可靠材质识别，显著提升了THz ISAC系统的环境感知能力。
2025-08-14 eess.SP
Jointly Optimizing Terahertz based Sensing and Communications in Vehicular Networks: A Dynamic Graph Neural Network Approach
针对太赫兹车载网络中感知与通信服务模式选择问题，提出动态图神经网络模型，根据拓扑自适应聚合信息，将成功服务车辆数提升17%和28%。
2024-03-17 cs.NI eess.SP
A Short Overview of Multi-Modal Wi-Fi Sensing
Department of Civil and Environmental Engineering（土木及环境工程系）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科学与技术大学）
本文综述过去24个月多模态Wi-Fi感知研究，梳理其他模态作为教师或与Wi-Fi融合的方法，并指出局限、挑战与未来方向。
2025-05-10 cs.AI eess.SP
Artificial-Intelligence-Assisted Multi-Modal Terahertz Sensing and Environment Reconstruction
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
提出一种基于测量的多模态太赫兹感知与视觉框架，结合信号处理与AI视觉模块，通过智能体集成实现室内环境的几何一致且语义可解释的重建。
2026-05-31 eess.SP
Hybrid Channel Modeling and Environment Reconstruction for Terahertz Monostatic Sensing
本文针对太赫兹单站感知进行了信道测量，提出基于几何的MPC轨迹跟踪算法去除辐射方向图影响，构建了区分目标与环境分量的混合信道模型，实现了几何环境重建与目标识别。
2024-11-12 eess.SP
Terahertz Near-Field Communications and Sensing
本文研究太赫兹近场通信与感知的特性与挑战，提出基于真实时延的混合波束成形方案解决宽带波束分裂问题，并指出近场效应可提升感知性能、缓解通信复用增益下降。
2023-06-16 cs.IT eess.SP math.IT
Terahertz Communications and Sensing for 6G and Beyond: A Comprehensive Review
本文系统综述了面向6G的太赫兹通信与感知技术，涵盖传播建模、收发信机、波束赋形、组网及通感一体化等关键方向，并总结了实验进展与未来研究挑战。
2024-05-06 eess.SP
Sensing User's Channel and Location with Terahertz Extra-Large Reconfigurable Intelligent Surface under Hybrid-Field Beam Squint Effect
针对太赫兹超大规模可重构智能表面系统中的混合场波束斜视效应，提出联合信道与位置感知方案，含LA-GMMV-OMP信道估计和基于字典的定位算法，实现超分辨率离网格角度估计与低开销定位。
2023-06-24 eess.SP
Efficient Channel Estimation for Millimeter Wave and Terahertz Systems Enabled by Integrated Super-resolution Sensing and Communication
针对毫米波与太赫兹系统，提出基于集成超分辨率感知与通信（ISSAC）的高效信道估计方案，利用MUSIC算法无导频估计多径角度，仅需少量导频估计系数，显著降低开销与成本并提升性能。
2024-07-30 eess.SP
Phase-Based Breathing Rate Monitoring in Patient Rooms Using 6G Terahertz Technology
针对医院病房呼吸率监测需求，提出基于6G太赫兹的单基地相位监测系统，验证了微米级运动测量精度，同时指出需考虑患者姿势，并给出利用多传播路径与多波束方向的优化方案。
2023-06-14 cs.NI eess.SP
Quantum Sensing Based Joint 3D Beam Training for UAV-mounted STAR-RIS Aided TeraHertz Multi-user Massive MIMO Systems
太赫兹（THz）系统能够支持超高数据率，这要归功于大带宽，以及利用高增益波束成形来对抗高路径损耗的潜力。本文提出了一种新的量子感知（鬼成像（GI））的波束训练的同时发射和反射可重构智能表面（STAR RIS）辅助太赫兹多用户大规模MIMO系统。我们首先通过围绕5G下行信号进行GI，以获得包括用户和障碍物在内的环境的3D图像。根据这些信息，我们计算出的最佳位置的无人机安装STAR所提出的算法。因此，可以执行基于位置的波束训练。为了提高波束形成增益，我们进一步结合信道估计，提出了一种半被动结构的STAR和模糊消除方案，用于分离的信道估计。从而避免了级联信道估计中可能影响最优无源波束形成的模糊性。然后执行最佳主动和被动波束成形，并启动数据传输。联合研究了所提出的BS子阵列和子STAR空间复用架构、最佳有源和无源波束成形、数字预编码以及UAV安装的STAR的最佳位置，以最大化用户的平均可实现和速率。此外，云无线电接入网络（CRAN）结构的5G下行链路信号被提出用于具有增强分辨率的GI。仿真结果表明，该方案有效地实现了波束训练和分离信道估计，与STAR随机相位工作时相比，频谱效率显著提高。
2022-12-15 cs.IT eess.SP math.IT
A Tutorial on Terahertz-Band Localization for 6G Communication Systems
太赫兹（THz）通信被誉为未来第六代（6 G）无线通信系统及以后的融合定位和传感的关键推动者。6 G中的定位不是通信系统的副产品，而是位置感知通信所不可或缺的。为此，我们的目标是确定太赫兹本地化技术的前景，挑战和要求。我们首先回顾了本地化方法的历史和趋势，并讨论了它们的目标，限制和应用在当代通信系统。然后，我们详细介绍了太赫兹通信的最新进展，并介绍了太赫兹特定的信道和系统模型。之后，我们制定了太赫兹波段定位作为一个三维位置/方向估计问题，详细介绍了基于几何的定位技术，并描述了潜在的太赫兹定位和传感扩展。我们进一步制定了太赫兹定位系统的离线设计和在线优化，提供了数值模拟结果，并总结了经验教训和未来的研究方向。初步结果表明，在相同的发射功率和阵列足迹，太赫兹定位优于毫米波的定位。换句话说，在太赫兹波段可以以更少的发射功率或更小的占用空间实现相同水平的定位性能。
2022-11-15 eess.SP
Toward End-to-End, Full-Stack 6G Terahertz Networks
半导体的最新发展使太赫兹波段成为6G网络中每秒太比特通信的推动者。然而，到目前为止，大多数研究都集中在理解太赫兹器件、电路和传播的物理学，以及研究物理层解决方案。然而，将这项技术集成到复杂的移动网络中需要对整个通信堆栈进行适当的设计，以解决与网络设置、管理、协调、能效和端到端连接相关的链路和系统级挑战。本文从MAC层、网络层和传输层的角度概述了在移动网络中引入太赫兹频谱需要克服的问题，并考虑了太赫兹连接上端到端数据流的性能。
2021-01-04 cs.NI eess.SP
Fast Beam Training and Alignment for IRS-Assisted Millimeter Wave/Terahertz Systems
由于智能反射表面（IRS）能够重塑无线传输环境，因此已成为解决毫米波（mmWave）和太赫兹（THz）通信中阻塞问题的有竞争力的解决方案。然而，由于IRS的被动特性，获得IRS辅助系统的信道状态信息是相当具有挑战性的。在本文中，我们考虑的问题，波束训练/对齐的IRS辅助下行mmWave/THz系统，其中多天线基站（BS）与混合结构的IRS辅助单天线用户服务。通过利用BS-IRS-用户级联信道的固有稀疏结构，波束训练问题被公式化为联合稀疏感知和无相位估计问题，其涉及设计稀疏感知矩阵和开发有效的估计算法以从压缩无相位测量中识别最佳波束对准。理论分析表明，所提出的方法可以确定最佳对齐，只有少量的训练开销。仿真结果表明，无论是视线（LOS）和NLOS的情况下，所提出的方法获得了显着的性能改善现有的最先进的方法。值得注意的是，它可以实现接近穷举波束搜索方案的性能，同时将训练开销减少95%。
2021-10-03 eess.SP
An Overview of Signal Processing Techniques for Joint Communication and Radar Sensing
联合通信和雷达感测（JCR）代表了一个新兴的研究领域，其目标是将上述两种功能集成到单个系统中，共享大部分硬件和信号处理模块，并且在典型情况下，共享单个发射信号。它被认为是显着提高频谱效率，降低设备尺寸，成本和功耗，并由于两个功能的潜在密切合作而提高性能的关键方法。先进的信号处理技术对于从发射信号设计到接收机处理的集成效率是至关重要的。本文从信号处理的角度对JCR系统进行了全面的综述，重点介绍了JCR系统的最新技术，并针对以通信为中心、以雷达为中心以及联合设计和优化这三种JCR系统，对发射机和接收机进行了均衡的覆盖。
2021-02-25 eess.SP
An Overview on IEEE 802.11bf: WLAN Sensing
随着最近的进步，无线局域网（WLAN）或无线保真（Wi-Fi）技术已经成功地用于实现诸如检测、定位和识别的感测功能。然而，WLAN标准主要是为了通信的目的而开发的，因此可能无法满足新兴应用中严格的感测要求。为了解决这个问题，IEEE 802.11工作组已经建立了一个新的任务组（TG），即IEEE 802.11bf，其目标是创建对WLAN标准的新的修正，以提供高级感测要求，同时最小化对通信的影响。本文对IEEE 802.11bf TG的最新进展进行了全面的综述。首先，我们介绍了802.11bf修正案的定义及其标准化时间轴。然后，我们讨论了WLAN的传感过程和框架用于测量采集，分别考虑在子7 GHz和定向多千兆位（DMG）在60 GHz的传感，在传统的传感。接下来，我们提出了IEEE 802.11bf的各种候选技术特征，包括波形/序列设计，反馈类型，量化，以及安全性和隐私性。最后，我们描述了IEEE 802.11bf TG使用的方法来评估替代性能。希望本文能为IEEE 802.11无线局域网感知技术的研究提供有益的参考，并推动IEEE 802.11bf标准的广泛应用。
2022-07-11 cs.NI eess.SP
An Overview of Resource Allocation in Integrated Sensing and Communication
本文综述了集成感知与通信的资源分配，按集成水平划分阶段梳理现状，提出多粒度资源分配框架，并以全双工ISAC系统案例验证其可行性。
2023-05-15 eess.SP
A Survey on the Symbiosis of Artificial Intelligence and Terahertz Networks
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文综述了人工智能与太赫兹网络的共生关系，探讨了AI在太赫兹通信网络中的应用及太赫兹网络对AI的支持作用，强调两者相互促进的发展模式。
2026-10-14 eess.SP
Dual-Functional FMCW Waveform for Terahertz Space Debris Detection and Inter-Satellite Communications
本文提出一种太赫兹频段双功能FMCW波形，联合实现超高速微小空间碎片高精度探测与高可靠星间通信，并通过仿真验证其性能。
2024-11-19 eess.SP
An Overview on IRS-Enabled Sensing and Communications for 6G: Architectures, Fundamental Limits, and Joint Beamforming Designs
本文综述了IRS赋能的6G感知与通信，涵盖NLoS感知架构、ISAC联合波束成形设计及多IRS网络化ISAC，并指出了未来研究方向。
2024-11-11 eess.SP
HYPERION: Hyperspectral Penetrating-type Ellipsoidal Reconstruction for Terahertz Blind Source Separation
太赫兹（THz）技术由于其非侵入性和非破坏性的特性，在药物分析、化学鉴定、遥感和成像等方面有着广泛的应用。在这些应用中，穿透型高光谱THz信号，提供了关键的材料信息，通常涉及一个嘈杂的，复杂的混合系统。此外，由于测量频带中材料吸收峰的重叠，测量的THz信号可能是病态的。为了解决这些问题，我们考虑穿透型信号混合，并旨在开发一种盲高光谱解混（HU）方法，而不需要来自预建数据库的任何信息。所提出的超光谱穿透型椭球重建（HYPERION）算法是无监督的，不依赖于收集大量的数据或复杂的模型训练。相反，它是基于优雅的椭球几何形状下开发的一个非常温和的要求，数据纯度，其出色的功效实验证明。
2022-04-03 eess.SP
A Novel LFM Waveform for Terahertz-Band Joint Radar and Communications over Inter-Satellite Links
针对低轨卫星网络面临的空间碎片威胁与通信需求，本研究提出太赫兹频段双功能脉冲LFM波形，推导其模糊函数并验证了雷达探测与通信性能均优于传统系统，可支撑星间链路的雷达通信一体化应用。
2022-10-04 eess.SP
Airy Beam Dispersion in Near-Field Wideband Terahertz Communications
School of Electrical and Information Engineering, Zhengzhou University（郑州大学电气与信息工程学院）
针对近场宽带太赫兹通信中的艾里光束色散问题，基于菲涅耳衍射积分推导了闭式轨迹表达式，并开发了真时延辅助的艾里波束赋形结构以主动控制色散。
2026-05-23 cs.IT eess.SP math.IT
Ultra-Massive MIMO Systems at Terahertz Bands: Prospects and Challenges
太赫兹（THz）频带通信目前被誉为可以满足即将到来的第六代（6 G）无线通信中对无线数据业务的日益增长的需求的关键技术。许多挑战，例如导致短通信距离的高传播损耗和功率限制，尚未解决该技术的实现。超大规模多输入多输出（UM-MIMO）天线系统已经作为用于对抗该距离问题的实用手段而出现，从而增加了系统容量。为此，最近提出了基于石墨烯的纳米天线，因为它们可以在紧凑的UM-MIMO子阵列阵列架构中单独调谐和共同控制。在本文中，我们提出了一个全面的概述太赫兹UM-MIMO系统。我们评估了收发器设计和信道建模的最新进展，并通过推导通信范围，阵列尺寸和系统性能之间的关系，讨论了这些设计的主要挑战和缺点。我们进一步强调了几个研究进展，可以提高在太赫兹波段的资源分配，包括波形设计，多载波配置和空间调制。在此讨论的基础上，我们强调了在传感、数据中心、无蜂窝系统和中程无线通信的背景下，可以将THz UM-MIMO变为现实的潜在用例。
2020-09-06 eess.SP
Terahertz Aerospace Communications: Enabling Technologies and Future Directions
本文探讨太赫兹频段（0.1-10 THz）在航空航天通信中的使能技术，分析信道特性、MIMO、波束管理、ICARS及资源分配，评估可行性并指出未来研究方向。
2025-02-25 eess.SP
Use Cases for Terahertz Communications: An Industrial Perspective
本文基于ETSI THz ISG工作，从产业视角梳理100 GHz–1 THz频段、THz通信关键用例、部署挑战、使能技术与标准化进展。
2025-01-07 eess.SP
Terahertz Wireless Channels: A Holistic Survey on Measurement, Modeling, and Analysis
太赫兹（0.1-10 THz）通信被设想为第六代（6 G）无线系统的关键技术。太赫兹无线传输信道的研究为发展可靠的太赫兹通信系统及其应用提供了基础。本文对太赫兹无线信道的研究进行了全面的综述。首先介绍了目前最流行的三种THz信道测量方法，即基于矢量网络分析仪（VNA）的频域信道测量方法、基于滑动相关的时域信道测量方法和基于时域光谱技术的THz脉冲时域信道测量方法，并对这三种方法进行了比较。当前的渠道测量系统和测量活动进行了审查。然后，现有的信道建模方法分为确定性，随机和混合方法。分析了当前THz信道模型的发展现状，介绍了基于THz信道模型的信道模拟器。接下来，在太赫兹波段的通道特性的深入审查。最后，阐述了6 G太赫兹无线信道研究中存在的问题和未来的研究方向。
2022-06-09 cs.IT eess.SP math.IT
An Overview on IEEE 802.11bf: WLAN Sensing
本文系统综述了 IEEE 802.11bf 任务组为制定面向感知的 WLAN 新修正案所做的最新工作，涵盖标准化进展、用例与 KPI、感知框架、候选技术及评估方法，并指出挑战与未来方向。
2023-10-20 cs.NI eess.SP
Cell-Free Terahertz Massive MIMO: A Novel Paradigm Beyond Ultra-Massive MIMO
针对太赫兹通信传输距离受限的问题，本文提出无蜂窝大规模MIMO架构，通过选择最近接入点缩短距离而非仅依赖大量天线，仿真验证其在太赫兹频段的频谱与能量效率均优于超大规模MIMO。
2024-05-16 cs.IT eess.SP math.IT
LoS MIMO-Arrays vs. LoS MIMO-Surfaces
无线研究界对亚太赫兹频段表示出极大的兴趣，以便在未来的无线网络中实现移动通信。亚太赫兹波段提供了大量的可用带宽，因此，有望实现光速无线通信。在这样的高频带，收发器需要具有更大的孔径，并且需要比在低频带更密集地部署。这些因素成比例地增加了远场极限，电磁波的球面曲率不能再被忽略。这提供了实现空间复用的机会，即使在视线信道。在本文中，我们概述和比较现有的设计方案，以实现高秩传输的视线信道。
2023-02-07 cs.IT eess.SP math.IT
