彭木根，楊闖，周天航

（北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗室，北京 100876）

0 引言

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，日益增長的無線終端容量需求與有限頻譜資源之間的矛盾愈發(fā)嚴(yán)重，業(yè)內(nèi)掀起了新頻譜通信的研究熱潮。太赫茲（0.1～10 THz）以頻譜資源豐富、大帶寬特性，成為6G的候選頻譜之一[1]。為促進(jìn)太赫茲通信的發(fā)展，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC,Federal Communication Commission）于2019 年開放了95 GHz～3 THz 頻段用于實驗研究。同年，世界無線電通信大會（WRC,World Radio Communication Conferences）在275～450 GHz 頻段內(nèi)批準(zhǔn)了137 GHz 的帶寬資源用于陸地移動通信和固定業(yè)務(wù)應(yīng)用[2]。在需求牽引與政策支持下，太赫茲通信成為近年的研究熱點。

相比傳統(tǒng)6 GHz 以下的無線通信信號，太赫茲無線信號遇到建筑障礙物、降雨等會產(chǎn)生極高的傳播損耗，這使太赫茲無線通信更傾向應(yīng)用于室內(nèi)場景。據(jù)預(yù)測，6G 時代80%～96%的無線通信將發(fā)生在室內(nèi)[3]，因此室內(nèi)太赫茲無線信號傳播特性成為太赫茲無線通信的研究重點[4]。

無線信號傳播研究主要關(guān)注信道衰落特征和信號的覆蓋性能[5]。相較于多載波，單載波傳輸具有穩(wěn)定性高、功率需求低等特點，更適合信道特性尚不成熟的太赫茲頻段。目前，單載波通信已用于IEEE 802.15.3d[6]。

為探究室內(nèi)單載波無線信號時空傳播特性，文獻(xiàn)[7]使用基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和頻率擴(kuò)展器的頻域信道測量系統(tǒng)對室內(nèi)不同距離進(jìn)行太赫茲視距（LoS,line of sight）信號測量，頻率覆蓋140～220 GHz，結(jié)果表明視距信號傳播損耗與對數(shù)路徑損耗模型相吻合。然而，僅依靠LoS 信號測量無法全面表征太赫茲傳播特性。因此，文獻(xiàn)[8]圍繞視距和非視距（NLoS,non line of sight），基于130～143 GHz 寬帶測量平臺產(chǎn)生連續(xù)掃頻的單載波信號，對會議室場景進(jìn)行信道測量，并利用射線追蹤對測量多徑結(jié)果進(jìn)行分簇，分析了均方根時延擴(kuò)展、角度時延擴(kuò)展等信道特性，結(jié)果表明多徑反射為室內(nèi)太赫茲信號傳播提供不可忽略的增益。文獻(xiàn)[9]通過單載波偽隨機(jī)序列對310 GHz 大尺度和小尺度衰落特性進(jìn)行了聯(lián)合研究，發(fā)現(xiàn)萊斯K 因子和均方根時延擴(kuò)展強(qiáng)相關(guān)，但其研究沒有考慮電磁極化問題。文獻(xiàn)[10]針對不同極化方式下的太赫茲傳播特性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)垂直極化波路徑損耗小于水平極化。

基于傳播特性研究，需要闡明太赫茲通信的覆蓋性能。文獻(xiàn)[11]通過射線追蹤研究了太赫茲室內(nèi)傳播和覆蓋性能，但局限于單頻點。文獻(xiàn)[12]研究了1～2 THz 的覆蓋性能，探索了視距阻塞、定向天線、分子吸收約束，以及不同距離、緯度、節(jié)點密度等因素的影響，由于未考慮環(huán)境電磁特性與多徑信道時頻相關(guān)性，不適用于室內(nèi)場景。文獻(xiàn)[13]研究了室內(nèi)場景太赫茲覆蓋性能，分析了室內(nèi)移動、墻體阻礙、太赫茲窄波束天線、用戶關(guān)聯(lián)方案等因素的影響。文獻(xiàn)[14]推導(dǎo)出聚集干涉的矩源函數(shù)和平均干涉功率的表達(dá)式，為太赫茲室內(nèi)覆蓋研究提供了理論依據(jù)。然而，上述覆蓋分析均未考慮環(huán)境中障礙物厚度影響。但障礙物厚度大于太赫茲傳播信號波長數(shù)倍以上，它對覆蓋性能的影響不可忽略。此外，針對寬帶單載波，文獻(xiàn)[6]基于當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化方案，仿真了太赫茲通信在不同信道帶寬下的覆蓋性能，并指出太赫茲賦能高速率數(shù)據(jù)通信的同時存在帶寬約束下的傳輸距離受限問題，但上述結(jié)論還需在室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)一步研究。總之，針對太赫茲無線信號對障礙物厚度敏感度高和室內(nèi)高頻單載波大帶寬信號的傳輸及覆蓋性能亟須闡明等問題[15]，本文的創(chuàng)新與貢獻(xiàn)主要如下。

1)考慮室內(nèi)障礙物厚度因素，構(gòu)建修正的太赫茲無線信號傳播模型，搭建相應(yīng)的射線追蹤平臺，并基于實測數(shù)據(jù)進(jìn)行測量與仿真驗證。

2)基于上述修正的太赫茲無線傳播模型，提出室內(nèi)寬帶太赫茲通信傳播及覆蓋仿真分析方法，針對寬帶單載波進(jìn)行性能仿真，闡明了太赫茲頻段室內(nèi)衰落頻率的相關(guān)性。

3)仿真驗證了所提的修正模型及帶寬選擇方法。研究均方根時延、信道稀疏性、接收信噪比和信道容量等信號傳播特性，并對不同帶寬下的覆蓋容量性能進(jìn)行了研究，給出了不同帶寬下的覆蓋率和容量性能，闡明了頻譜效率和載頻關(guān)系。

1 模型與方法

室內(nèi)障礙物反射可為太赫茲通信提供增益[8]。反射系數(shù)成為影響太赫茲無線信號室內(nèi)傳播的重要因素。為此，本文首先通過引入障礙物厚度，修正傳統(tǒng)反射系數(shù)模型；然后在修正模型基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出寬帶室內(nèi)信道傳遞函數(shù)，支撐分析太赫茲單載波室內(nèi)傳播和覆蓋性能。

1.1 室內(nèi)反射系數(shù)修正模型

不失一般性，本文僅考慮電磁波的橫電波（TE,transverse electric）部分，橫磁波（TM,transverse magnetic）部分可通過類似方式進(jìn)行擴(kuò)展。根據(jù)菲涅爾公式和介質(zhì)穿透衰減模型，考慮障礙物厚度的信號反射系數(shù)可以推導(dǎo)為

其中，q為材料厚度相關(guān)函數(shù)，為TE 波菲涅爾反射系數(shù)，解析式分別為

其中，d為障礙物厚度；λ為波長；θ為入射波角度；η(f)為隨頻率變化的材料相對復(fù)介電常數(shù)，表示為

其中，η′(f)為材料相對介電常數(shù)，σ(f)為電導(dǎo)率，

0ε為真空介電常數(shù)，ω=2πf為角頻率。

1.2 室內(nèi)傳播及覆蓋建模

基于幾何光學(xué)的射線追蹤對太赫茲確定性信道模型進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測，已成為研究太赫茲傳播及覆蓋性能的重點技術(shù)。本文將修正的反射系數(shù)導(dǎo)入射線追蹤模型，分析太赫茲室內(nèi)傳播及覆蓋特性。

此外，由于傳統(tǒng)射線追蹤只確定一個離散頻率作為信道傳輸條件，不支持大帶寬太赫茲通信。文獻(xiàn)[15]提出寬帶射線追蹤技術(shù)，將頻率范圍劃分為若干個子頻帶以保證每個窄帶信號經(jīng)歷平坦衰落。本文基于寬帶射線追蹤原理和修正反射系數(shù)構(gòu)建信道模型，第i條射線信道傳遞函數(shù)表示為

其中，Nf表示頻率采樣點數(shù)，E(f)表示信號強(qiáng)度，δ表示單位脈沖函數(shù)，i為正整數(shù)。

室內(nèi)多障礙下傳輸信道存在多徑，包括視距和非視距。本文假設(shè)共存在NRays條路徑，則多徑信道傳遞函數(shù)為

其中，g(f,φi,φi)表示天線增益，φi與φi分別表示第i條射線的天線方位角與仰角。對于LoS 信號，信道傳遞函數(shù)為

其中，rLoS為視距傳播距離，τLoS=rLoS/c為信號到達(dá)時間，c 為光速。

除視距和反射路徑外，還可根據(jù)基爾霍夫理論計算漫反射情況。但文獻(xiàn)[16]測量結(jié)果表明，太赫茲漫反射射線能量較低，無法被有效探測。此外，太赫茲頻段衍射效應(yīng)不明顯，計算復(fù)雜度高。因此，漫反射和太赫茲衍射在本文中忽略不計。

綜上所述，信道傳遞函數(shù)表示為

本文將基于修正的信道傳遞函數(shù)模型計算室內(nèi)接收信號信噪比（SNR,signal noise rate），進(jìn)而分析室內(nèi)太赫茲覆蓋與容量性能。覆蓋率定義為接收信噪比大于某一門限T的概率。根據(jù)香農(nóng)定理，單位區(qū)域面積內(nèi)的平均接收信號容量定義為

其中，N表示接收點個數(shù)，SNRk表示第k個接收點對應(yīng)的接收信噪比，PBW(SNR >T)表示通信區(qū)域覆蓋率。

2 實驗驗證與分析

為證明修正反射系數(shù)的必要性，本文基于超外差太赫茲測量平臺進(jìn)行反射系數(shù)測量。測量系統(tǒng)參數(shù)如表1 所示。信號上變頻至99 GHz 射頻，并實測不同厚度介質(zhì)下反射系數(shù)。太赫茲反射系數(shù)建模與測量結(jié)果對比如圖1 所示。結(jié)果表明，實測結(jié)果與修正后理論模型趨勢一致。

圖1 太赫茲反射系數(shù)建模與測量結(jié)果對比

表1 測量系統(tǒng)參數(shù)

3 仿真驗證與分析

為分析室內(nèi)太赫茲信號傳播及覆蓋特性，本文建立2 種經(jīng)典室內(nèi)通信場景，并基于修正模型進(jìn)行了射線追蹤仿真分析。

3.1 仿真場景設(shè)置

基于寬帶射線追蹤和修正模型，本文首先建立三維室內(nèi)太赫茲無線通信系統(tǒng)，每條傳輸射線對應(yīng)一組信道狀態(tài)信息（CSI,channel state information）[17]。由于太赫茲自由空間損耗嚴(yán)重，300 GHz 頻段下米級光程差將產(chǎn)生大于40 dB 功率損耗。因此超過兩次的反射路徑忽略不計。發(fā)射端采用窄波束定向喇叭天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；為觀察網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能，接收端采用全向天線。

參考文獻(xiàn)[8]，室內(nèi)太赫茲信道測量的發(fā)射功率為1 mW，本文模型RF 發(fā)射功率設(shè)置為0（1 mW）。在仿真頻段選擇方面，基于大氣衰減選擇F 頻段（90～140 GHz）與G 頻段（140～220 GHz）傳輸窗口[1]。該窗口是目前的主要測量頻段[7-8]。此外，單載波太赫茲標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議提供最高69 GHz 帶寬[6]，考慮喇叭天線波導(dǎo)掃頻限制，本文系統(tǒng)帶寬范圍取1～50 GHz。依托實際測量方案，100 GHz 天線增益為15.5 dBi，半功率波束寬度為30°[8]；200 GHz 天線增益為21 dBi，半功率波束寬度為13°[7]。系統(tǒng)覆蓋信噪比門限為-5 dB[14]。系統(tǒng)參數(shù)如表2 所示。

表2 系統(tǒng)參數(shù)

基于系統(tǒng)參數(shù)假設(shè)，本文模擬了會議室、辦公室2 種典型室內(nèi)場景，具體描述如下。

1)會議室場景模型如圖2 所示。建模為5 m×4 m×3 m 大小的封閉室內(nèi)空間，墻體、天花板和地板厚度約為0.2 m。室內(nèi)空間放置長2 m、寬1.5 m、高0.6 m的矩形會議桌，圍繞會議桌放置若干座椅。此外，會客茶幾、臨時儲物柜等要素被考慮在內(nèi)。上述物體將產(chǎn)生豐富的多徑反射輔助太赫茲無線覆蓋。發(fā)射端（Tx）放置在(4,1.2)坐標(biāo)處，高度為1.4 m，定向天線指向方向為x軸負(fù)方向。為觀察室內(nèi)覆蓋情況，接收端（Rx）均勻放置在高度0.7 m 處。設(shè)置典型接收節(jié)點(1.5,1.2,0.7)以分析會議室場景多徑信道傳播特性。

圖2 會議室場景模型

2)辦公室場景模型如圖3 所示。建模為10 m×6 m×3 m 大小的封閉室內(nèi)空間，墻體、天花板和地板厚度約為0.2 m。室內(nèi)放置6 個辦公工位，包括桌椅、格擋等要素。與會議室場景相類似，發(fā)射端（Tx）放置在(8,2)坐標(biāo)處，高度為1.4 m，定向天線指向方向為x軸負(fù)方向。接收端（Rx）均勻放置在高度0.7 m 處。設(shè)置典型接收節(jié)點(4,2,0.7)以分析辦公室場景多徑信道傳播特性。

圖3 辦公室場景模型

3.2 傳播特性分析

對于太赫茲寬帶通信系統(tǒng)，信號時空傳播特性至關(guān)重要，包括視距路徑損耗、多徑反射、均方根時延、角度擴(kuò)展等[18]。功率時延角度譜（PDAP,power delay angular profile）記錄不同到達(dá)角和時延內(nèi)接收端多徑信號的功率強(qiáng)度，包括LoS 和多徑分量。各譜線代表可分辨的真實空間傳播路徑，功率時延角度譜定義為

其中，τ為時延，θ為到達(dá)角，h(τ,θ)為信道沖擊響應(yīng)。

如圖4 所示，本文分析了F 頻段載波、10 GHz帶寬下2 種室內(nèi)場景主要多徑射線的功率時延角度譜。Tx 到Rx 的全部多徑軌跡在圖2 和圖3 中給出，接收功率低于自然底噪的路徑忽略不計。

圖4 室內(nèi)場景典型Rx 功率時延角度譜

從圖4 可以看出，太赫茲頻段路徑損耗嚴(yán)重，信道呈稀疏性。由于Rx 處于Tx 定向天線主瓣范圍內(nèi)，視距信號時延最低、接收功率增益最大，會議室和辦公室場景分別為-66 dBm 和-67 dBm。相比視距信號，會議室場景下，兩組接收功率最強(qiáng)的一次反射信號衰減不超過7 dB 和10 dB。辦公室場景桌椅等阻礙因素較多，平均穿透損耗大，反射路徑增益低于會議室場景，最強(qiáng)一次反射接收功率較視距路徑損耗超過12 dB。

不同室內(nèi)場景反射射線接收功率的累積密度函數(shù)（CDF,cumulative density function）如圖5 所示。會議室場景一次反射信號功率相比辦公室場景增益高10～20 dB；而兩類場景下二次反射信號功率基本相同。同一場景下，曲線趨勢一致，且隨反射次數(shù)增加，信號接收功率降低。相比一次反射，二次反射損耗超過25～50 dB。這是太赫茲信號高反射以及高自由空間傳播衰減造成的。

圖5 不同室內(nèi)場景反射射線接收功率的累積密度函數(shù)

由于信號相位會因光程差不同產(chǎn)生相位偏移，最終導(dǎo)致和傳統(tǒng)接收頻譜的差異化。為闡明單載波大帶寬傳播特性，圖6 展示了50 GHz 寬帶信號在兩類傳輸頻段下的接收端頻譜情況，特別地，與已有未考慮障礙物厚度的太赫茲信道模型[19]進(jìn)行反射路徑對比。

圖6 50 GHz 寬帶信號在兩類傳輸頻段下的接收端頻譜

首先，理想無厚度障礙模型由于忽略了不同厚度下，復(fù)介電常數(shù)造成的障礙物吸收損耗，反射、透射信號功率被大量保留，多徑信號功率明顯高于修正模型方案。甚至在多徑信號疊加下，出現(xiàn)部分頻點NLoS 信號能量超過視距信號的情況，與太赫茲信道稀疏性相矛盾。而修正后的反射模型與PDAP 譜信號功率吻合。

對于考慮障礙厚度的修正模型。首先，2 種場景下的視距信號頻譜衰減趨勢一致，幅度差異主要由空間傳播距離和載波頻段差異造成。此外，視距路徑在太赫茲大帶寬系統(tǒng)中存在頻率相關(guān)性。F 頻段參數(shù)下，90 GHz 頻點與140 GHz 頻點信號強(qiáng)度差約0.6 dB；G 頻段參數(shù)下，170 GHz 頻點與220 GHz頻點信號強(qiáng)度差約0.5 dB。同一帶寬下的差異性衰落將造成信號波形畸變，因此，為補(bǔ)償太赫茲衰落頻率相關(guān)性差異，需依托寬帶LoS 進(jìn)行精準(zhǔn)測量、模型建立與信道估計。其次，NLoS 信號功率不容忽視。F 頻段參數(shù)下會議室場景一次和二次反射信號強(qiáng)度約為視距信號的1/2 和1/5；G 頻段由于載波頻率更高，反射造成的額外路徑損耗加劇，一次和二次反射信號強(qiáng)度為視距信號的1/3 和1/6。這說明太赫茲反射信號具有一定的增強(qiáng)覆蓋能力，但隨載波頻段頻率增加，視距信號主導(dǎo)作用愈發(fā)顯著。此外，相比視距路徑信號，反射信號功率隨頻率變化情況不明顯，信號能量在選定帶寬范圍內(nèi)近似均勻分布。這是由于多路反射路徑產(chǎn)生多徑光程差與相位偏移，不同相位信號疊加造成的。

3.3 覆蓋性能及容量分析

除傳播特性外，覆蓋與容量是衡量通信性能的主要參數(shù)。本文首先分析典型節(jié)點通信性能。F 頻段2 種場景下典型節(jié)點接收信噪比、容量隨帶寬變化如圖7 所示。

圖7 接收信噪比、容量隨帶寬變化

信噪比方面，相同發(fā)射信號功率下，太赫茲大帶寬引入更多系統(tǒng)噪聲，導(dǎo)致接收信噪比隨系統(tǒng)帶寬增加逐漸下降。此外，由于環(huán)境空間狹小，會議室場景相較辦公室場景具有更低的自由空間損耗和更高的天線增益，接收信噪比高約1.7 dB。

容量方面，受益于單載波大帶寬優(yōu)勢，接收信號容量隨系統(tǒng)帶寬增加而增大。帶寬參數(shù)影響下，10 GHz 帶寬支持超過25 Gbit/s 的容量需求；環(huán)境參數(shù)影響下，因電磁特性造成的信噪比差異，40 GHz 帶寬下辦公室場景接收容量較會議室低約30%。本文基于上述分析發(fā)現(xiàn)，隨著系統(tǒng)帶寬增加，容量增長效果受寬帶噪聲制約而降低，曲線斜率下降，逐漸趨于平緩。為進(jìn)一步釋放大帶寬優(yōu)勢，需降低接收端解調(diào)所需信噪比，說明寬帶約束下的太赫茲通信系統(tǒng)通過犧牲通信質(zhì)量換取大帶寬傳輸速率。

本文進(jìn)一步將典型接收節(jié)點推廣到全局覆蓋范圍。與低頻覆蓋相比，太赫茲受高頻路徑損耗、反射損耗、電磁極化、窄波束定向天線等因素影響，覆蓋性能受到障礙物厚度、波束寬度和系統(tǒng)帶寬約束。在F 頻段喇叭天線定向覆蓋作用下，不同帶寬的接收信噪比分布如圖8 和圖9 所示。

圖8 帶寬為1 GHz 時接收信噪比分布

圖9 帶寬為50 GHz 時接收信噪比分布

帶寬為1 GHz 時，會議室、辦公室場景最大接收信噪比為19.8 dB 和18.2 dB；反射信號作用下，2種場景平均接收信噪比分別提升0.6 dB和0.3 dB。上述差異的原因在于辦公室場景遮擋嚴(yán)重，信號覆蓋集中在特定辦公區(qū)域。帶寬為50 GHz 時，依然保持對熱點區(qū)域的覆蓋效果，但總體接收信噪比下降嚴(yán)重。會議室、辦公室場景相比帶寬為1 GHz 時，平均信噪比分別下降19 dB 和18.9 dB，與典型節(jié)點接收情況保持一致。2 種帶寬參數(shù)設(shè)置下，視距信號能量占總功率90%以上，進(jìn)一步驗證了太赫茲信道稀疏性。

根據(jù)接收信噪比，進(jìn)一步計算覆蓋和系統(tǒng)平均信號容量。不同頻段下，室內(nèi)場景覆蓋率與平均容量如圖10 所示。分析可知，太赫茲通信系統(tǒng)存在覆蓋率與容量性能間的帶寬均衡，且與頻段選擇和場景限制密切相關(guān)。

圖10 室內(nèi)場景覆蓋率與平均容量

覆蓋方面。首先，由于大帶寬限制接收信噪比，太赫茲室內(nèi)信號覆蓋率隨系統(tǒng)帶寬增加而降低。對于F 頻段，會議室場景下帶寬高于25 GHz 時覆蓋率低于35%；辦公室場景由于空間范圍更大、障礙物視距阻塞嚴(yán)重，25 GHz 帶寬下覆蓋率相比會議室場景低24%。對于G 頻段，由于半功率波束寬度相較F 頻段下降3 dB，且傳播信號經(jīng)歷更加嚴(yán)峻的自由空間衰落，2 種室內(nèi)場景下的覆蓋率相較F 頻段均降低30%。其次，和前文分析一致，太赫茲非視距信號具有增強(qiáng)覆蓋能力，且在低載波、小帶寬情況下覆蓋提升效果更為顯著。對于F 頻段，1 GHz帶寬下，針對會議室、辦公室場景，非視距信號可將覆蓋率提升28%和22.5%；然而在大帶寬情況下，非視距信號對場景覆蓋提升能力下降，特別對于G 頻段的辦公室場景，超過40 GHz 帶寬時非視距信號無法提升覆蓋率。原因在于隨帶寬增加，信道稀疏性增強(qiáng)，覆蓋性能逐漸由視距信號占主導(dǎo)。

系統(tǒng)容量方面。首先，在速率增益和覆蓋受限的共同影響下，容量隨帶寬增加，呈先增后減趨勢。F 頻段下，會議室、辦公室場景平均容量隨帶寬增加均出現(xiàn)最高極值，平均容量拐點在12 GHz 帶寬附近。其中會議室場景容量最高可實現(xiàn)每平方米4.49 Gbit/s；G 頻段下，受高頻自由空間損耗和窄波束影響，會議室、辦公室場景最大平均容量降至1.3 Gbit/s和0.12 Gbit/s。特別在辦公室場景下，由于覆蓋受限，系統(tǒng)容量極值下降至5 GHz 帶寬附近。造成上述趨勢的原因是低帶寬情況下，系統(tǒng)平均容量由帶寬主導(dǎo)，因帶寬增加而提升；隨著帶寬進(jìn)一步增大，覆蓋率縮小，導(dǎo)致平均容量下降。其次，頻譜效率隨太赫茲載頻升高而下降。載頻由F頻段上升至G 頻段，5 GHz 帶寬下，辦公室、會議室理論譜效分別下降68.6%和78.8%。

綜上所述，太赫茲通信系統(tǒng)帶寬不宜隨意設(shè)定，需根據(jù)具體通信場景和頻段選擇合適的帶寬范圍實現(xiàn)覆蓋率和容量的折中。為進(jìn)一步發(fā)揮太赫茲大帶寬優(yōu)勢，保證多用戶接入覆蓋情況下擴(kuò)大可用帶寬范圍，需從傳輸技術(shù)角度出發(fā)實現(xiàn)瓶頸突破，如混合波束調(diào)制[20]、基于距離的自適應(yīng)資源分配[21]等。

4 結(jié)束語

本文針對室內(nèi)多障礙場景，提出一種考慮障礙物厚度的太赫茲信號傳播修正模型，并基于寬帶射線追蹤技術(shù)，針對室內(nèi)單載波寬帶太赫茲信號傳播和覆蓋性能進(jìn)行分析。模型測量結(jié)果表明，太赫茲頻段下，障礙物厚度造成反射和透射吸收損耗，進(jìn)而影響信號傳播特性。雙頻段、多帶寬仿真表明，首先，非視距反射可增強(qiáng)覆蓋率，但覆蓋與容量性能間存在帶寬均衡問題；其次，太赫茲理論頻譜效率隨載波升高而下降。本文研究具有普適性，可推廣至其他頻段和可精確描述障礙物尺寸及電磁特性的場景，用于評估太赫茲通信帶寬并輔助節(jié)點部署。