本项目来源于广东省重点领域研发计划《新一代通信与网络》专项项目，太赫兹频段是满足未来6G全息通信、元宇宙等超大容量通信需求的重要选择，太赫兹通信也成为全球公认的6G移动通信重要候选技术。本项目针对未来6G及其热点候选技术和验证，开展太赫兹小尺度和大尺度衰落规律、太赫兹波形设计与高灵敏度接收方法等理论研究，重点突破太赫兹传输、轨道角动量模态设计等关键技术，建立太赫兹OAM-MIMO系统容量的评估方法，设计6G双向传输体制与系统，搭建6G技术验证平台。本项目共搭建了3个技术验证平台，具体如下：

    1、太赫兹技术验证平台 该平台涵盖了无线通信系统从天线、射频前端、基带处理等太赫兹通信研究的各个方面，基于16×16天线阵列的太赫兹多通道无线传输系统，采用八路D波段和八路G波段太赫兹收发链路以及天线阵列，支持 1Tbps以上的处理能力和实现1Tbps的空口传输速率，并通过了第三方检测机构测试。基于多天线阵列和多载波的6G太赫兹平台架构，解决了超宽带信号噪声抑制、超大带宽基带基带信号实时处理、高速硬件实现和接口设计等关键技术问题，并在实际环境下完成了系统实验验证；通过多核处理器、大规模FPGA、超宽带和低比特量化数字基带处理技术，对基带信号进行信道估计及均衡、非线性补偿、多维调整解调和编解码，实现1Tbps高速无线空口传输；基于多载波的单天线无线实时传输系统，采用超大规模FPGA实现超大带宽基带信号的实时并行高速处理；本项目的太赫兹技术验证平台，目前已提供给高校、企业使用，支撑外部单位开展调制技术、无线传输技术验证。未来通过本项目开展太赫兹无线传输技术研究，利用太赫兹通信的超高速率、超低时延和高精度定位能力，可作为面向未来的技术有望用于下一代移动通信、星间通信、空天一体化接入等新型体系架构，以及数据中心互连、工业互联网、室内高速无线接入等应用场景。

    2、电磁波轨道角动量无线传输系统 该系统采用五个OAM模式结合双极化有效构建了8个正交的数据通道，能够满足100Gbps空口传输速率的性能指标。独1路裸传数据16Gbps，采用功分器和不同延迟后变为8路异步并行数据，共计128Gbps。通过天线传输后，收端动态选择其中1路接收并解调数据，轮询所有通道后，最终验证了8路并行100Gbps以上数据传输的正确性和有效性。该系统的技术指标通过北京计量检测科学研究院的第三方测试，测试结果显示：该系统空口传输速率达到128Gbps，检测并分离5个OAM模态复用，在室内环境下，传输100G数据并且达到 以下的误码指标，最终通过传输视频文件，在应用层面上也做了数据通信的有效性验证。该系统于2023年为北京星光凯明智能装备有限公司提供了高性能数据链，可大大提高公司研制的模拟器在模拟战场环境中的数据传输和对抗能力。有望应用于6G移动通信点对点大容量视距传输，未来在6G移动通信的基站上落地应用。电磁波轨道角动量无线传输系统对缓解目前的频谱资源紧张情况有着重要意义，应用目标采用的通信架构形式未来会大范围应用。

    3、太赫兹信道仿真平台 通过研究太赫兹电波传播机理，提出了能够表征太赫兹频段粗糙表面散射特性、涵盖幅值-空间-相位-极化多维散射特性的建模方法以及将太赫兹传播特性准确高效地表达为多径信号多维特征的方法，攻克了自主可控的高性能射线追踪技术，研发了基于射线追踪的太赫兹信道仿真平台，得到75-400 GHz频段下、带宽大于30 GHz的室内实测数据的校正和验证，可支持链路长度大于20米的太赫兹信道仿真以及8发8收的虚拟多天线设置，通过了泰尔实验室的第三方测试，属于业界领先水平。在准确性方面，超宽带太赫兹信道仿真平台，已经得到了大量的测量数据验证，也通过了大量的室内外、车联网、轨道交通等场景的毫米波与太赫兹频段测量数据的校准与验证。在高效性方面，将射线追踪仿真器部署到高性能计算平台，该平台由96个计算节点组成，共有1600个CPU核心、10个NVIDIA Tesla GPU核心、1个管理节点和1个网络服务器；射线追踪引擎被部署于计算节点上从而实现并行计算处理。基于该平台建立的“高铁场景电波传播预测模型和研发的高性能射线跟踪技术”，被中国铁路设计集团有限公司采纳；基于该平台研发的机内无线网络传输仿真系统，被航空工业信息中心纳入前沿信息技术在航空领域的创新应用。该平台上线以来，吸引了来自60余个国家7000多名用户的使用。世界首个太赫兹无线通信标准IEEE802.15.3d-2017也利用该平台提出了基于射线追踪仿真的太赫兹信道建模方法，将电波传播特性准确高效地表达为多径信号的幅-相-时-空-频-极化多维度特征，解决了高频信道建模的共性关键难题。

    4、研制了自主知识产权的太赫兹大带宽高性能收发前端器件 提出了基于内置波端口的太赫兹半导体二极管精确建模、基于增强多管芯结构的太赫兹宽带高效变频、基于新型波导腔体的太赫兹高性能滤波等新方法，解决了G波段大带宽高性能收发前端器件混合集成研制关键技术，在0.2THz频段支撑物理带宽大于20GHz、调制阶数64QAM的高速通信链路，完成了收发器件的小批量生产与通信系统应用，初步具备了保障6G太赫兹通信系统核心器件自主可控的能力。