1.2 THz通信场景

THz通信可支持超大带宽、超高速率的通信传输，但THz通信频段的路径损耗较大。因此，THz通信具有大带宽、超高速、短距离、安全等应用特点，可用于超宽带无线接入、安全保密通信等应用场景，另外，也有可能与高精度定位和3D成像感知等应用实现技术融合，应用于多种未来通信场景。

1.2.1 地面通信

THz无线收发设备可以用于代替光纤或电缆实现基站数据的高速回传，节省光纤部署成本。在高山、沙漠、河流等无法部署光纤的区域，可应用THz无线链路实现高速数据传输。由于THz通信可以支持的带宽和速率会远远大于毫米波频段，未来可应用于固定无线接入场景，用于满足6G通信能力需求。另外，THz具有超高通信速率的特点，被认为可能广泛应用于无线数据中心，用以降低数据中心空间成本、线缆维护成本和功耗。

6G未来应用愿景的特点包括无处不在的泛在链接、THz通信数据率高等，使其将来可用于为热点地区提供超高速网络覆盖，作为宏蜂窝网络的补充，提供小区超宽带无线通信。THz频段通信可以实现近距离设备之间的高速链路，同样可以应用在THz无线个人局域网场景中，用于个人电子设备，如个人电脑、手持终端或可穿戴终端等设备之间的无线连接，实现超高速数据互传。

1.2.2 空间通信

THz技术的特性使其可广泛应用于空间通信场景，比如星间高速通信、星地间高速通信、空间飞行器通信等。与地面THz通信相反，无大气环境的空间应用不会受到大气衰减的影响，这对于THz频段的长距离空间通信至关重要。尽管由于扩散和分子损耗，存在传播距离短的问题，但通过使用大规模天线阵列技术、高输出功率和高增益放大器，可以延长THz传播距离。在干燥地区使用THz波段更合适，因为分子吸收主要是由水蒸气引起的。通过使用能飞行超过99%大气水汽的机载平台，大部分分子吸收损失可以消除。机载平台的使用使得吸收损耗降低，窃听变得困难，因此保障了安全性。

1.2.3 纳米网络通信

随着石墨烯等新型材料技术的兴起与发展，THz通信除了传统的宏观尺度应用，还有望作为无线纳米网络通信频段。THz波长极短，因此可以实现毫微尺寸甚至是微纳尺寸的收发设备和组件，在极短距离范围内实现超高速数据链应用。但是，由于纳米通信中的纳米器件尺寸较小，天线的带宽将会变宽。从功率的角度来看，THz在纳米尺度有优异功能。THz可用于芯片的高速数据传输的片上与片间无线通信，芯片之间需要相互通信以实现数据并行，并且通信速率必须满足极高的数据速率。THz网络可以作为芯片通信的候选设备，实现Tbps的数据传输。使用具有自适应波束形成和导向的THz链路，可以实现印刷电路板上的无线连接，减轻有线连接的复杂性。支持健康监测系统的可穿戴或植入式THz设备，可用于纳米体域网、纳米传感器网络等多种微小尺度通信应用场景，实现从宏观通信到微观通信的6G网络覆盖。