在6G通信向Tbps級數(shù)據(jù)傳輸邁進的進程中，太赫茲頻段（0.1-10THz）憑借其超寬頻譜資源成為核心支撐技術(shù)。然而，太赫茲波在大氣中的強衰減特性與復(fù)雜傳播環(huán)境，使得信道建模與抗干擾技術(shù)成為制約其應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。本文從信道建模方法、干擾抑制策略及系統(tǒng)優(yōu)化方向展開分析。

一、太赫茲信道建模：從理論到實踐的突破

太赫茲信道建模需解決兩大核心問題：高頻段傳播損耗的精確量化與動態(tài)環(huán)境下的信道參數(shù)預(yù)測。傳統(tǒng)毫米波模型（如3GPP TR38.901）在太赫茲頻段失效，需構(gòu)建融合物理機制與數(shù)據(jù)驅(qū)動的混合模型。

1.1 確定性建模：射線追蹤與分子吸收修正

華為提出的“THz-RTPro”算法通過引入表面波動參數(shù)與分子吸收修正項，將室內(nèi)場景仿真誤差從15%降至5%以下。該模型在140GHz頻段下，針對混凝土墻面的散射損耗預(yù)測精度提升20%，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)短距高速傳輸提供了可靠依據(jù)。例如，在半導(dǎo)體工廠的晶圓檢測場景中，該模型可準(zhǔn)確預(yù)測機械臂與AGV小車間的太赫茲鏈路衰減，支撐10Tbps級數(shù)據(jù)交互需求。

1.2 隨機建模：馬爾可夫鏈與生成對抗網(wǎng)絡(luò)

Fraunhofer研究所開發(fā)的基于馬爾可夫鏈的時變信道模型，在動態(tài)用戶密度場景下（如體育場館觀眾移動），將均方誤差（MSE）優(yōu)化30%。MIT團隊提出的“Hybrid-THz”框架則利用深度學(xué)習(xí)預(yù)測遮擋物散射系數(shù)，在非視距（NLOS）場景下實現(xiàn)路徑損耗預(yù)測誤差小于3dB，為自動駕駛車路協(xié)同提供關(guān)鍵支撐。

1.3 實測數(shù)據(jù)庫建設(shè)：支撐模型驗證

紐約大學(xué)無線研究中心發(fā)布的THz-CD數(shù)據(jù)庫包含140GHz-1THz頻段的10萬組實測數(shù)據(jù)，涵蓋金屬、玻璃等12類材料反射特性。該數(shù)據(jù)庫為華為、愛立信等企業(yè)的波束賦形算法優(yōu)化提供了基準(zhǔn)，例如在64×64大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，基于實測數(shù)據(jù)的波束訓(xùn)練開銷降低40%。

二、抗干擾技術(shù)：從器件到系統(tǒng)的全鏈條創(chuàng)新

太赫茲通信面臨三大干擾源：大氣分子吸收衰減、多徑效應(yīng)導(dǎo)致的符號間干擾（ISI）、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)共存干擾。需通過器件創(chuàng)新、波束管理與智能算法實現(xiàn)綜合抑制。

2.1 器件層：新型材料與結(jié)構(gòu)突破

氮化鎵（GaN）與碳化硅（SiC）寬禁帶半導(dǎo)體器件在太赫茲頻段展現(xiàn)優(yōu)勢。日本NTT開發(fā)的基于InP HEMT的功率放大器，在300GHz頻段實現(xiàn)1W輸出功率，效率達18%，較傳統(tǒng)硅基器件提升3倍。國內(nèi)中電13所研制的石墨烯基太赫茲混頻器，噪聲系數(shù)降低至6dB，支撐超高清視頻傳輸?shù)男旁氡纫蟆?

2.2 系統(tǒng)層：波束成形與智能反射面

加州大學(xué)圣迭戈分校的仿真表明，128×128大規(guī)模MIMO系統(tǒng)結(jié)合壓縮感知波束賦形算法，可將波束訓(xùn)練開銷降低80%。清華大學(xué)團隊在325GHz頻段部署的4×4智能反射面（IRS）陣列，通過動態(tài)調(diào)控電磁波相位，使NLOS場景接收功率提升18dB，解決工業(yè)機器人集群通信中的遮擋問題。

2.3 網(wǎng)絡(luò)層：分布式干擾協(xié)調(diào)

針對太赫茲與5G/6G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)共存場景，歐洲5GPPP項目提出的分布式資源分配算法，通過基站間信息交互實現(xiàn)頻譜共享。在車聯(lián)網(wǎng)場景中，該算法將太赫茲鏈路與毫米波鏈路的互干擾降低12dB，保障自動駕駛傳感器數(shù)據(jù)的實時傳輸。

三、未來方向：量子通信融合與AI驅(qū)動優(yōu)化

量子密鑰分發(fā)（QKD）與太赫茲通信的融合成為新熱點。德國KIT研究所的實驗顯示，基于太赫茲波導(dǎo)的量子信道可將密鑰分發(fā)速率提升至10Gbps，同時保持量子態(tài)的相干性。此外，生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）在信道沖激響應(yīng)數(shù)據(jù)集生成中的應(yīng)用，使模型訓(xùn)練效率提升5倍，加速太赫茲協(xié)議棧的標(biāo)準(zhǔn)化進程。

結(jié)語

太赫茲通信的信道建模與抗干擾技術(shù)已從理論探索轉(zhuǎn)向工程實踐。隨著3GPP Release 19標(biāo)準(zhǔn)對太赫茲頻段的定義、歐盟“地平線歐洲”計劃千萬歐元級研發(fā)投入，以及我國IMT-2030推進組的產(chǎn)業(yè)化布局，太赫茲技術(shù)有望在2030年前實現(xiàn)室內(nèi)高速接入、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與空天地一體化等場景的商用部署，為6G時代開啟“微秒級時延、TB級吞吐”的新紀(jì)元。