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太赫兹(Terahertz,THz)通信具有大带宽、高容量和高速率等优点,能够满足日益增长的无线通信的需求。信道编码作为通信系统的核心模块,能够大大地改善大气信道对THz通信系统造成的性能损失,提高系统的稳定性和可靠性。大气无线信道是THz通信系统的重要组成部分,研究大气信道的统计特性以及建模仿真对THz通信系统的设计和测试有着重大的意义。本论文主要围绕信道编码在THz通信中的应用及THz大气信道建模展开探索研究,从模拟仿真和实验测试上进行了综合论证,主要的工作和研究成果如下: 1.分析了二元开关键控(On-OffKeying,OOK)调制方式下THz通信系统的数学模型,研究了大气湍流对激光通信系统的影响及其数学统计特性。研究结果表明,大气湍流容易造成接收端的光强起伏不定,使得信道增益产生随机变化,引入很大的随机噪声,导致激光通信系统的误码率增加。大气湍流统计特性可以用对数正态分布或Gamma-Gamma分布模型进行描述。 2.研究了RS/LDPC码的编译码算法和性能差异。对不同大气湍流强度下的RS/LDPC码的纠错能力进行了仿真对比,并在THz视频通信系统中加入BCH码作为纠错码进行实验验证。仿真结果表明RS/LDPC码等纠错码能够有效地对抗大气湍流效应和高斯白噪声,提高THz通信系统的传输速率和传输质量。并且,LDPC码具有优异的编码增益,是THz通信信道编码合适的候选者。实验测试结果显示,采用BCH码的THz视频通信系统传输速率提升到了10 Mbps。 3.研究了THz波在大气中的传播特性和室内通信多径传播信道模型。采用改进的射线追踪算法对信道模型进行了仿真验证,研究了信道的时间和空间特性,仿真得到了接收水平面内的平均接收功率分布、天线发射角/到达角功率谱以及功率时延谱信息等。研究结果表明,在直接视距不可达的情形下,非直接视距可以作为补充,用来建立稳定的通信链路。同时,角度功率谱能够为天线设计、自动对准以及波束成形算法等提供实际的指导价值。