室内太赫兹波无线通信系统机理研究

摘要

太赫兹波是介于微波与光波之间,波长为30μm~3mm的电磁波。由于太赫兹波具有传输速率高、安全性好及穿透性强等诸多特性,决定了它在星间通信、保密通信及室内局域网通信等方面具有广阔的应用前景。随着无线通信系统在应用及部署方面空前的增长速度促使系统向着更高速、宽带方面发展,所以太赫兹波无线通信系统成为了无线移动通信的研究热点。本文对室内太赫兹波无线通信系统进行了如下研究:
　　首先,根据现有太赫兹波通信系统相关器件的现状和发展趋势,设计了一个太赫兹波通信系统方案,涵盖了系统的关键技术、器件选择、系统参数优化三个方面,该方案对将来太赫兹无线通信系统应用作了初步评估。为了进一步验证和优化太赫兹通信系统方案,对太赫兹载波频段的选择、室内传播损耗、噪声、天线方向及增益、接收功率和系统的调制方法等进行数值仿真分析,在一定通信距离范围内,仿真结果初步验证了室内短距离通信的可行性。
　　其次,通过Matlab/Simulink软件仿真平台,搭建了基于超外差结构,中频采用数字信号处理技术进行2ASK数字信号调制解调,依靠次谐波混频技术实现了中频到太赫兹信号频谱搬移的通信系统。该系统仿真实现了载波频率为300GHz、信号传输速率达10Gbps;另外,在标准大气环境下,仿真分析了经过噪声温度为292.95K、二径瑞利衰减和高斯噪声信道后,经2FSK调制的信道编码(Hamming)和非编码的太赫兹信号的误码率、频率响应等,设计了完整的室内太赫兹波无线通信系统仿真方案及减少误码率的方法。
　　最后,实验仿真和理论分析证明:采用Hamming编码和FSK调制技术的室内太赫兹波无线通信系统具有更好的传输性能,具有一定的可行性和可靠性,为将来太赫兹波室内通信奠定基础。

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第一章 绪论

§1.1 太赫兹频段通信的独特优势

§1.2 太赫兹通信国内外的研究现状

§1.3 本论文研究意义、创新点、章节安排

第二章 太赫兹波通信系统方案设计及仿真方法

§2.1 太赫兹波通信的关键技术

§2.2 太赫兹波器件的发展现状

§2.3 太赫兹波室内无线通信系统参数设计

§2.4 基于通信系统的Matlab/Simulink仿真

§2.5 小结

第三章 太赫兹波室内无线通信信道仿真和分析

§3.1 室内大气吸收损耗

§3.2 链路分析的理论基础

§3.3 仿真参数的设计

§3.4 仿真结果分析

§3.5 数字调制方式的选择对系统信噪比的要求

§3.6 小结

第四章 太赫兹波室内通信系统建模和仿真

§4.1 太赫兹波通信系统

§4.2 300GHz太赫兹波无线通信系统simulink建模与仿真

§4.3 通信链路系统仿真

§4.4 小结

第五章 总结与展望

§5.1 工作总结

§5.2 创新点

§5.3 工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果