随着网络技术的高速发展,各种智能网络广泛应用到人们的日常生活中,为人们的生活提供了极大的便利。尤其是近些年物联网的出现和发展,使人们的生活变得更加智能化,同时为地下无线通信发展带来了前所未有的契机。智能农业、智能工业和勘探业的发展需求为地下高频电磁波短距离通信的发展提供了机会。由于土壤中传输环境的复杂性,地下无线通信是一个很有挑战性的研究领域。但是随着通信技术的发展和土壤建模技术的不断进步,地下无线通信是一个发展前景十分乐观。本文主要研究近地表土壤中的无线通信特性,主要包括电磁波的传输模型,信道模型和非均匀土壤中电磁波的传输仿真解决方案。首先,分析讨论了使用最陡降速分析法、特殊函数分析法建立电磁波传输模型的方法和过程,并重点分析讨论了无线地下通信系统中波源的摆放方式对接收端收到的电磁波能量的影响。第二,介绍了地下无线通信信道的分析模型,信道建模指标和信道仿真的指标,建立了高频电磁波在地下无线通信的传输路径图,并丰富和完善了近地表土壤中高频电磁波地下无线通信的信道特性。第三,本文将微元法成功应用于非均匀土壤中的电磁波的理论分析中,使用微元法对电磁波在非均匀土壤中的传输特性进行了详细的分析。根据结合土壤的空间分布特性,利用Kriging插值法,对地下无线通信中的土壤进行了建模；最后,提出了高频电磁波在不均匀土壤中传输的仿真方案,讨论了ADI-FDTD算法和实现的关键设置,并对我国两种典型的土壤样本-东北季节性冻土和内蒙古砂质土壤进行了相关仿真,验证了微元法理论分析的结论。本文的研究工作可以为地下无线通信系统的设计和架构提供一定的应用价值。