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一、研究背景
太赫兹通信是指在太赫兹频段（0.1~10 THz）进行的无线通信技术，具有高速率、大带宽、低功耗等优点，在医疗、安防、无线网络等领域有广泛应用前景。目前，太赫兹通信技术还处于发展初期，需要进一步深入研究和探索。
二、研究目标
本次申请的博士研究计划旨在深入探索太赫兹通信技术，在以下方面开展具体工作：
1. 太赫兹天线设计与优化：针对不同应用场景下的需求，设计并优化合适的天线结构，提高接收和发送效率。
2. 太赫兹调制与解调算法：针对复杂多变的传输环境和数据类型，开发适合太赫兹频段的调制解调算法，并进行性能评估。
3. 多输入多输出（MIMO）系统设计：利用MIMO技术提高系统容量和可靠性，并探索其在太赫兹频段下的实现方法。
4. 安全保障机制设计：针对信息安全问题，在传输层面上采取加密手段或者其他安全保障机制来确保数据传输过程中信息不被窃取或篡改。
三、研究内容
1. 系统建模分析
首先需要对整个系统进行建模分析。包括了天线结构参数选择及其特性分析；基于物理层链路特征建立数学模型；考虑到噪声干扰因素影响下所采用算法及其参数选择等方面内容。通过这些工作可以为后续实验做好准备并严谨地验证理论推导结果是否正确有效。
2. 天线结构设计与仿真
根据上述分析结果以及各种应用场景需求要求, 设计出符合要求且最佳效果天线结构, 并利用电子仿真软件验证其电学特性如增益, 阻抗匹配度等.
3. 调制解调算法开发与测试
树立基于物理层链路特征所得到数学模型, 开发出符合该模型条件下最佳效果之编码/译码方式以及相应检测方法; 通过MATLAB/Simulink软件平台搭建完整仿真平台并进行各种情况下(如: 不同距离/角度/速度) 的误码率测试.
4.MIMO系统架构搭建与测试
基于已有成果, 深入探讨MIMO技术在THz通信中可能存在问题; 设计出符合该场景之最佳MIMO架构以达到更好之容量增益; 利用NI USRP设备搭配LabVIEW平台完成完整实验流程.
5.THz通信安全保障机制
THz波长范围内由于较强衍射散射现象使得突触攻击行为更加复杂而困难; 固此需要从其他角度考虑信息保护手段(例如: 加密方式); 本部分将会涉及相关密码学知识以达到更好之信息安全防护效果.
四、预期成果
通过以上工作内容可获得以下预期成果:
1) 提供新颖有效且可行之THz天线结构;
2) 基础编码/译码方式选定;
3) MIMO架构选定;
4) 完善THz波长范围内信息防护体系;
5) 发表相关SCI论文若干篇.
五、总体时间规划
第一年：
完成文献综述；
确定博士论文题目；
完成初步系统框图；
开始进行天线参数筛选；
开始编写MATLAB程序。
第二年：
确定最终版系统框图；
完成所有原理证明;
开始正式进入硬件部署;
开始撰写文章。
第三年：
全部转向硬件部署;
撰写文章;
准备毕业答辩。
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