第1章  緒論

1.1  研究背景與意義

1.2  國內外研究現狀

1.2.1  國際研究現狀

1.2.2  國內研究現狀

1.3  太赫茲通信研究的挑戰

1.4  本書主要內容與結構安排

參考文獻

第2章  太赫茲信號的生成和探測

2.1  太赫茲信號生成

2.1.1  電子器件方式生成太赫茲信號

2.1.2  光學方式生成太赫茲信號

2.2  太赫茲信號接收

2.2.1  太赫茲信號的直接檢測

2.2.2  太赫茲信號的外差相干檢測

2.3  兩種光電探測器的比較

2.4  太赫茲信號傳輸鏈路

2.4.1  自由空間信道傳輸模型

2.4.2  大氣對太赫茲信號的吸收

2.5  本章小結

參考文獻

第3章  單載波太赫茲通信繫統中的基本算法和實驗驗證

3.1  引言

3.2  高速單載波太赫茲通信繫統的基本DSP算法

3.2.1  單載波太赫茲通信繫統中的基本DSP算法

3.2.2  單載波太赫茲通信繫統中的後端信號處理算法

3.3  電生太赫茲無線通信繫統實驗研究

3.3.1  電生太赫茲無線通信繫統實驗設置

3.3.2  實驗結果及分析

3.4  光生單載波16QAM太赫茲信號傳輸繫統實驗研究

3.4.1  實驗設置

3.4.2  實驗結果及分析

3.5  本章小結

參考文獻

第4章  多載波太赫茲通信基本算法和實驗驗證

4.1  引言

4.2  基於光外差拍頻方案和相干接收的太赫茲通信繫統

4.3  多載波OFDM調制格式

4.4  離散傅裡葉變換的擴頻技術

4.4.1  離散傅裡葉變換擴頻技術原理

4.4.2  離散傅裡葉變換擴頻技術應用

4.4.3  測試實驗

4.5  符號內頻域平均技術

4.5.1  信道估計

4.5.2  符號內頻域平均技術原理

4.6  基於DFTS和ISFA的OFDM毫米波相干接收繫統

4.6.1  實驗裝置

4.6.2  實驗結果

4.7  沃爾泰拉非線性補償技術

4.8  太赫茲RoFOFDM通信繫統實驗驗證

4.8.1  350~510 GHz RoFOFDM通信繫統實驗裝置

4.8.2  350~510 GHz RoFOFDM通信繫統實驗結果及分析

4.8.3  高階QAM太赫茲RoFOFDM通信繫統實驗

4.8.4  高階QAM太赫茲RoFOFDM通信繫統實驗結果

4.9  本章小結

參考文獻

第5章  太赫茲信號MIMO傳輸

5.1  引言

5.2  基於光偏振復用的2×2 MIMO無線鏈路

5.3  基於天線極化復用的4×4 MIMO無線鏈路

5.3.1  天線極化隔離度和串擾研究

5.3.2  天線極化復用原理

5.4  MIMO無線鏈路中的無線串擾

5.5  低無線串擾結構簡單的基於天線極化分集的2×2 MIMO無線鏈路

5.6  2×2 MIMO無線太赫茲波信號傳輸繫統

5.6.1  簡介

5.6.2  實驗裝置

5.6.3  實驗結果

5.7  本章小結

參考文獻

第6章  多頻段太赫茲信號產生和傳輸

6.1  引言

6.2  多頻段太赫茲MIMO傳輸架構

6.3  多頻段太赫茲傳輸實驗裝置圖

6.4  多頻段太赫茲傳輸實驗結果

6.5  本章小結

參考文獻

第7章  頻率穩定的光生矢量太赫茲信號產生

7.1  引言

7.2  光外調制器原理

7.2.1  相位調制器

7.2.2  馬赫曾德爾調制器

7.2.3  光IQ調制器

7.3  基於級聯光外調制器的多頻率矢量太赫茲信號產生方案

7.3.1  基於級聯光外調制器的多頻率矢量太赫茲信號產生技術方案

7.3.2  光生太赫茲信號傳輸實驗設置

7.3.3  實驗結果及分析

7.4  基於載波抑制八倍頻和光單邊帶的矢量太赫茲信號產生方案

7.4.1  基於光載波抑制八倍頻和光單邊帶調制的矢量太赫茲信號技術方案

7.4.2  基於CSFE方案和光SSB調制的D波段太赫茲信號傳輸實驗設置

7.4.3  實驗結果及分析

7.5  本章小結

參考文獻

第8章  概率整形技術在太赫茲通信中的應用

8.1  引言

8.2  概率整形技術原理

8.2.1  基於麥克斯韋玻耳茲曼分布的概率整形調制原理

8.2.2  與FEC編解碼技術相結合的概率整形實現方法

8.3  概率整形技術仿真研究

8.4  概率整形技術在單載波太赫茲通信中的實驗研究

8.5  概率整形技術在多載波W波段通信繫統中的實驗研究

8.5.1  實驗裝置

8.5.2  實驗結果

8.6  本章小結

參考文獻

第9章  基於KK接收機的太赫茲RoF通信繫統實驗研究

9.1  引言

9.2  KK算法的原理及應用

9.2.1  信號間拍頻干擾的產生

9.2.2  小相位條件

9.3  KK接收機的應用

9.4  KK算法性能仿真

9.5  光子輔助單載波RoF通信繫統實驗研究

9.5.1  實驗設置

9.5.2  實驗結果與分析

9.6  本章小結

參考文獻

第10章  大容量太赫茲傳輸繫統研究

10.1  引言

10.2  大容量傳輸的方法

10.2.1  光子輔助方法

10.2.2  多維復用

10.2.3  結合概率整形技術的高階QAM調制

10.2.4  先進DSP算法

10.3  大容量太赫茲傳輸

10.3.1  328 Gbit/s雙偏振D波段太赫茲2×2 MUMIMO光載無線傳輸

10.3.2  D波段的1 Tbit/s太赫茲信號無線傳輸

10.4  本章小結

參考文獻

第11章  混沌加密技術在太赫茲通信中的應用

11.1  引言

11.2  混沌加密技術的原理

11.3  三階混沌加密技術在太赫茲通信中的應用

11.3.1  三階混沌加密太赫茲通信繫統實驗設置

11.3.2  實驗結果及分析

11.4  本章小結

參考文獻

第12章  大容量光與無線無縫融合和實時傳輸繫統

12.1  引言

12.2  光子毫米波解調原理

12.2.1  基於推挽MZM的光子解調原理

12.2.2  基於PM的光子解調原理

12.2.3  PDMQPSK調制的光纖無線光纖融合繫統的偏振解復用

12.3  基於推挽MZM的Q波段光纖無線光纖融合繫統的實驗

12.4  基於推挽MZM的W波段光纖無線光纖融合繫統的實驗

12.5  基於PM的W波段光纖無線光纖融合繫統的實驗

12.6  基於外差檢測的實時傳輸實驗

12.6.1  實時傳輸實驗圖

12.6.2  實驗結果

12.7  本章小結

參考文獻

第13章  太赫茲和光纖通信無縫融合繫統

13.1  引言

13.2  外差相干檢測的流程算法

13.3  光纖太赫茲無線光纖的無縫融合通信繫統

13.3.1  繫統實驗

13.3.2  實驗結果

13.4  光纖太赫茲無線光纖2×2 MIMO傳輸繫統

13.4.1  繫統實驗

13.4.2  實驗結果

13.5  本章小結

參考文獻

隨著第五代（5G）甚至是第六代（6G）移動通信技術的推廣和演進，數據通信流量與日俱增，傳統低頻段通信已逐漸不能滿足信息指數爆炸式增長的迫切需求，載波頻率向高頻段擴展已成為不可避免的趨勢。太赫茲通信將成為未來第六代或者第七代（7G）甚至更高代移動通信技術的主要應用頻段。相比於微波和光通信，太赫茲在遠距離衛星空間通信、大容量近距離軍事保密通信、高速無線安全接入網絡等方面都具有較廣闊的應用前景。太赫茲波的頻率是在0.1~10 THz範圍的電磁波， 能夠實現超100 Gbit/s的傳輸速率。
作者在寬帶太赫茲通信技術領域進行了多年的研究，在超寬太赫茲信號產生、傳輸和接收方面創造了許多世界紀錄，包括先實現太赫茲通信的多入多出傳輸和接收、通信容量達到1 Tbit/s的太赫茲信號傳輸以及先實現光纖和太赫茲融合傳輸。開發了多載波和單載波太赫茲通信繫統中的各種線性和非線性算法，極大地提高了寬帶繫統的傳輸性能。
作者先後在北京郵電大學、丹麥技術大學、美國朗訊（Lucent）貝爾實驗室、美國佐治亞理工學院、美國NEC研究中心、中興通訊美國光波研究所和復旦大學從事寬帶傳輸技術方面的研究，是國際電氣與電子工程師協會會士（IEEE Fellow）和美國光學學會會士（OSA Fellow）； 發表了600餘篇學術論文，獲得90餘項美國專利授權。先後擔任過IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology,IEEE/OSA Journal of Optical Communications and Networking 和IEEE Photonics Journal等編委。
本書以作者發表的論文和申請的專利為主要內容，包括部分所帶博士研究生的學術論文和學位論文、專利和實驗結果。在本書編寫過程中得到作者指導的學生李欣穎博士、王燦、趙明明、董澤博士、李凡博士、曹子崢博士、肖江南博士、許育銘博士、陳龍博士、王凱輝和孔淼等在章節撰寫和文字校對方面的支持和幫助，特此感謝。
餘建軍2020年6月