### 室内单载波太赫兹无线信号传播及覆盖性能分析
#### 一、引言
随着无线通信技术的迅速发展，对于更高数据传输速率的需求不断增长，导致无线终端容量需求与现有频谱资源之间的矛盾日益加剧。在这种背景下，太赫兹（THz）频段（0.1～10THz）因其丰富的频谱资源和大带宽特性，被视为第六代移动通信技术（6G）的关键频段之一。近年来，随着政策的支持和技术的进步，太赫兹通信的研究得到了极大的推动。
太赫兹无线信号在传播过程中面临着独特的挑战，尤其是在遇到建筑障碍物、降雨等情况时，会经历极高的传播损耗。因此，室内应用场景成为了太赫兹无线通信研究的重点。本文旨在探讨室内单载波太赫兹无线信号的传播特性及其覆盖性能，为太赫兹通信技术的发展提供理论依据和支持。
#### 二、文献综述与研究背景
为了深入了解室内太赫兹无线信号的传播特性，许多研究者进行了大量的信道测量和模拟实验。例如，有文献报道了在140～220GHz频段内进行的视距（LoS）信号测量，结果显示视距信号传播损耗与对数路径损耗模型一致。不过，仅凭视距信号测量难以全面描述太赫兹传播特性。因此，有学者进一步对视距和非视距（NLoS）信号进行了综合测量，分析了多径反射等现象，发现多径反射可以为室内太赫兹信号传播带来显著的增益效果。
此外，还有研究针对不同极化方式下的太赫兹传播特性进行了分析，结果表明垂直极化波的路径损耗要小于水平极化。这些研究为理解太赫兹通信中的极化效应提供了重要的参考。
关于太赫兹通信的覆盖性能，现有文献大多集中在特定的频点或者没有充分考虑到环境因素的影响。比如，有的研究通过射线追踪模拟了太赫兹室内传播和覆盖性能，但这些工作往往忽略了环境电磁特性和多径信道时频相关性的影响。此外，障碍物的厚度也会影响太赫兹信号的传播，但在大多数现有研究中并未被充分考虑。
#### 三、研究内容与方法
##### 1.1 室内反射系数修正模型
为了准确评估室内太赫兹无线信号的传播特性，本研究提出了一种考虑障碍物厚度的室内反射系数修正模型。该模型基于菲涅尔公式和介质穿透衰减模型，通过对信号反射系数的修正来更好地模拟真实环境中太赫兹信号的行为。这一模型能够帮助我们更精确地理解太赫兹信号在室内环境中的反射特性，进而为优化通信系统设计提供支持。
##### 1.2 宽带室内信道传递函数
在修正的反射系数模型的基础上，本文进一步推导了宽带室内信道传递函数。这一函数是分析太赫兹单载波室内传播和覆盖性能的关键工具。通过对信道传递函数的研究，我们可以深入理解太赫兹信号在室内的传播特性，包括信号的衰减、延迟等关键参数，这对于设计高效的太赫兹通信系统至关重要。
#### 四、创新与贡献
本文的主要创新与贡献包括：
1. **考虑室内障碍物厚度因素**：构建了一个新的太赫兹无线信号传播模型，该模型能够更好地反映真实室内环境中障碍物对信号传播的影响。
2. **室内宽带太赫兹通信传播及覆盖仿真分析方法**：基于修正的传播模型，提出了一套室内太赫兹通信传播及覆盖性能的仿真分析方法，尤其针对宽带单载波进行了深入研究。
3. **仿真验证**：通过仿真验证了提出的修正模型及带宽选择方法的有效性。研究了均方根时延、信道稀疏性、接收信噪比和信道容量等关键信号传播特性，并对不同带宽下的覆盖容量性能进行了研究，为未来太赫兹通信系统的部署提供了宝贵的指导信息。
通过上述研究，本文为太赫兹无线信号在室内环境中的传播特性及其覆盖性能的研究提供了新的视角和方法，为6G及未来无线通信技术的发展奠定了坚实的理论基础。
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