基于皮肤-脂肪模型的太赫兹体内多输入多输出信道特性分析与建模

来源：电子与信息学报杂志2024年第4期北京时间：

作者：张杰, 尹镜涵, 邵羽, 廖希, 王洋, 余子明

单位：1.重庆邮电大学通信与信息工程学院 重庆 4000652.谢菲尔德大学电子电气工程系 谢菲尔德 S10 2TN3.华为技术有限公司 成都 611731

摘要：为探究太赫兹(THz)频段体内多输入多输出(MIMO)通信系统的传输特性，该文在0.8～1.2 THz下构建了精确的皮肤-脂肪模型，对皮肤-脂肪模型中垂直方向和水平方向的链路进行全波电磁仿真，分析太赫兹体内信道特性，建立路径损耗模型。首先，结合太赫兹频段人体组织的介电特性和人体皮肤的解剖学结构构建皮肤-脂肪模型。其次，对比分析了3条链路的路径损耗和阴影衰落，提出带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型。最后，对3条链路的莱斯K因子、均方根时延扩展、MIMO容量进行分析。仿真分析表明，带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型可以更准确地描述加长距离垂直链路2的路径损耗，发射端在体表可以增强MIMO容量。该文的工作可以为太赫兹体内通信系统的设计和优化提供参考。

关键词：太赫兹, 体内通信, 多输入多输出, 信道特性

基金资助：国家自然科学基金(62271095, 62171071)，重庆市自然科学基金(cstc2021jcyj-msxmX0634, CSTB2023NSCQ-MSX0750)，重庆市自然科学基金创新发展联合基金(CSTB2022NSCQ-LZX0073)