面向 5G‑A 向 6G 演进：Ranplan Professional 太赫兹网络仿真能力综述

  【天极网IT新闻频道】太赫兹通信发展是 6G 核心技术方向之一，凭借超大可用带宽，可支持 Tbps 级传输速率，面向数据中心、工业室内超高可靠传输、短距高速接入等场景。但太赫兹频段传播特性和 Sub‑6G、毫米波存在明显差异：大气水汽吸收损耗强、对表面散射敏感、非视距链路衰减剧烈、波束窄，对环境几何、材质电磁参数高度敏感。

  当前全球暂无商用 6G 与太赫兹现网，6G 无线网络优化工作无法依托现网路测实施，主要依靠确定性射线追踪仿真平台完成预研推演，开展信道分析、站址部署、波束调优、RIS 协同组网、干扰评估等研究工作。

  在这一背景下，Ranplan Professional 应运而生。它是国产自主研发无线网络规划仿真产品，依托 Maxwell 三维射线追踪计算引擎，面向高校科研院所、职业院校、通信设计院、运营商、工业专网技术从业者，支撑太赫兹通信方向与 5G‑A 向 6G 演进阶段的网络仿真与预优化研究工作。

  太赫兹通信仿真面临的核心仿真难点

  太赫兹频段仿真和传统移动通信频段相比，存在几类现实瓶颈，也是 6G 无线网络优化仿真工具需要重点解决的问题：

  传播机理复杂：除直射、反射外，粗糙表面散射贡献显著，大气氧衰、水汽吸收会随距离带来额外损耗;传统统计模型很难复现真实环境多径特征，更适合采用 3D 确定性射线追踪。

  材质参数稀缺：不同建筑、金属、复合材料在太赫兹频段的介电常数、粗糙度散射参数数据库较少，仿真工具需要支持自定义导入实测材质电磁参数。

  超大规模 MIMO 与窄波束：太赫兹系统普遍采用极高增益窄波束，波束对准、波束失配、遮挡切换是无线网络优化的重点，仿真平台需要支持三维大规模阵列波束赋形计算。

  场景复杂多样：涵盖数据中心、智慧工厂室内、城市短距室外、空天地低空异构场景，需要统一平台完成室内‑室外‑低空一体化联合评估。

  缺少现网实测环境：物理搭建太赫兹测试环境成本高昂，数字孪生仿真成为低成本开展方案对比、参数扫描的重要手段。

  Ranplan Professional 适配太赫兹通信与 6G 无线网络优化的关键技术能力

  1、Maxwell 3D 确定性射线追踪计算底座

  核心采用三维射线发射 / 射线追踪引擎，可完整模拟电磁波直射、镜面反射、粗糙面散射、衍射、透射物理过程，可输出路径损耗、多径时延扩展、AoA/AoD 到达/离开角等完整信道参数，适配太赫兹信道多径特征计算需求。

  频段覆盖：内置材质库原生覆盖 100MHz‑120GHz，同时支持用户自定义扩展太赫兹频段材质电磁参数、大气衰减(雨衰、水汽吸收)参数，可开展 70‑120GHz 等低太赫兹频段的预研仿真;

  仿真误差表现：室内仿真预测标准方差小于 5dB，室外预测标准方差小于 6dB;支持导入信道实测数据，完成传播模型、材质参数反向校准，降低仿真与真实环境偏差;

  建模链路：支持 BIM(IFC)、CAD、Mesh(OBJ、FBX)、GIS 地形地图导入;搭载IFR智能图纸识别、Smart Extract智能抽取，自动生成附带电磁属性的三维场景，降低工厂、数据中心、城市城区等复杂场景建模工作量，便于构建太赫兹数字孪生仿真环境。

  2、面向 6G‑太赫兹场景的网络仿真与预优化模块

  针对太赫兹通信发展衍生的6G无线网络优化需求，工具不局限传统覆盖仿真，同时覆盖波束调优、RIS协同、低空异构组网、系统级容量评估。

  Massive‑MIMO与 RIS可重构智能超表面仿真商业完整版支持三维大规模 MIMO阵列、3D波束赋形仿真，适配太赫兹窄波束建模;支持RIS单元仿真，可评估RIS对太赫兹非视距链路的补偿增益，仿真不同RIS部署位置、相位配置对覆盖、SINR的影响，用于RIS辅助太赫兹组网优化方案对比。

  室内‑室外‑低空一体化联合仿真支持室内、室外双向信号泄露与渗透计算，同时支持 0‑3000m 低空分层空域仿真。可以同时仿真地面太赫兹小站、低空无人机基站协同组网，评估太赫兹窄波束条件下跨层干扰、移动终端波束切换性能;输出 RSRP、SINR、上下行吞吐量、时延等系统 KPI，适合智慧工厂、数据中心、低空短距高速通信等太赫兹典型应用场景评估。

  成套智能化网络优化算法 集成 ACO 自动小区优化、IAO 智能天线优化、IFO 智能频率优化、ITO 智能拓扑优化算法。针对太赫兹场景，在给定 KPI 约束条件下，自动迭代基站点位、发射功率、天线方位下倾角等参数，输出多组候选部署方案，减少人工反复试算，用于仿真层面的 6G 无线网络优化算法验证。

  蒙特卡洛系统级容量仿真与方案评估内置蒙特卡洛随机仿真引擎，可自定义太赫兹典型业务模型(超高速率室内业务、URLLC 工业业务)，模拟大量终端并发接入，评估波束动态变化、遮挡带来的链路波动;支持对比不同部署方案的网络性能与建设成本，项目实践反馈可帮助用户降低 20%‑30% 后期工程整改投入。

  数据集输出与二次集成 可导出 KML/KMZ、CSV、PDF 报表，输出完整多径信道数据集，供外部链路级算法开发;开放 REST API 接口，可对接第三方数字孪生平台，把射线追踪仿真能力嵌入自研平台，方便科研院所开展太赫兹场景大规模批量参数扫描仿真工作。

  适合使用人群

  高校、科研院所：通信工程、电子信息方向，开展太赫兹通信发展、RIS 智能超表面、6G 空天地一体化、超大规模 MIMO 课题研究，做方案预研、信道数据集生成;

  职业院校：5G‑A 向 6G 演进方向，开展 6G 无线网络优化原理实训教学;

  工业技术从业者：智慧工厂、数据中心、低空经济领域，面向未来太赫兹行业专网做方案仿真评估;

  运营商、设计院预研部门：复杂场景下一代网络站址、组网方案推演对比。

  总结

  伴随太赫兹通信发展，6G 无线网络优化已经从传统的 Sub‑6G 干扰覆盖调优，拓展到窄波束管理、RIS 协同补偿、空天地异构组网等全新课题。在没有成熟商用现网的前提下，基于 3D 射线追踪的数字孪生仿真，是开展太赫兹‑6G 预研工作的重要手段。

  Ranplan Professional 作为国产仿真平台，依靠 Maxwell 三维射线追踪引擎、高效三维场景建模、成套智能化网络优化算法，在太赫兹通信预研、RIS 辅助组网、工业与低空复杂专网推演方面具备较强实用价值;科研与工程使用中，应当重视三维场景精细建模、太赫兹频段材质参数配置，结合实测信道完成模型校准，客观区分仿真预测结果与真实物理环境之间的差异。