第2章 无线通信基础 -2
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第二章 无线信道模型 (二)
解：已知：T-R距离 = 5km；1 km处场强 = 10-3V/m；工作频率 f = 900MHz， λ=c/f=3x108/(900x106)=0.333m (a) 天线长度，L= λ/4=0.333/4=0.0833m=8.33cm 天线有效孔径为 Ae=G* λ 2/2π=0.016m2.
CE
其中，Rfs是固有阻抗，自由空间中为η = 377 或 120π Ώ .
2 2 Pt Gt Gr 2 E Gr E2 Pr Pd Ae Ae W 2 2 120 480 (4 ) d
CE
SHU Feng
5
自由空间接收场强
CE
SHU Feng
6
接收功率和接收电场电压的关系
SHU Feng
30
例 2.6
(b) 由于
d hr ht
场强为：
2 E0 d 0 2hr ht Er ( d ) d d 2 10 3 1 103 2 50 1.5 3 5 10 0.333(5 103 ) 113.1 10 6 V / m
Ei
Er
Hi
i r t
Hr
1, 1, 1 2, 2, 2
Et
CE
SHU Feng
14
பைடு நூலகம்axwell’s Equations….
a) Velocity of EM wave : v 1 / b) Boundary conditions Snell ' s sin( 90 i ) sin( 90 t ) v1 v2 Law
23
2.6 地面反射（双线）模型
d d ' 'd ' (ht hr )2 d 2 (ht hr )2 d 2
第二章 无线通信中的调制技术与
调频信号的产生
直接法： 载波的频率直接随着输入的调制信号的 变化而改变； 间接法 先用平衡调制器产生一个窄带调频信号， 然后通过倍频的方式把载波频率提高到 需要的水平。
F动通信中，调频是更为普 遍应用的角度调制，这是因为FM不管信 号的幅度如何，抗干扰能力都很强; 而在调幅中，正如前面所说的那样，抗 干扰能力要弱得多。
0
1
0
ASK调幅 FSK调频
PSK调相
编码技术
为什么要采用编码技术 减小信源信息的冗余（信源编码：无损 编码/有损编码） 增强信息传输中的抗干扰性（信道编码： 纠错码） 保证信息传输中的保密性（加密编码）
语音编码与语音识别
移动通信中的信源编码技术
在数字通信中，通信质量比模拟通信时有了很 大提高； 但在移动通信中，由于信道环境等因素的影响， 必须采用其它方法来提高传输质量，所以要采 用编码技术；
调制 vs. 解调
调制是通过改变高频载波的幅度、相位 或者频率，使其随着发送者（信源）基 带信号幅度的变化而变化来实现的； 而解调则是将基带信号从载波中提取出 来以便预定的接收者（信宿）处理和理 解的过程。
调制在无线通信的作用
频谱搬移：将调制信号转换成适合于传 播的已调信号； 调制方式往往决定一个通信系统的性能
5. 外层空间传播
电磁波由地面发出（或返回），经低空 大气层和电离层而到达外层空间的传播， 如卫星传播，宇宙探测等均属于这种远 距离传播 电磁波穿过电离层外面的空间的传播， 基本上当作自由空间中的传播。
各个波段的传播特点
1. 长波传播的特点 长波的波长很长(传播比较稳定) 地面的凹凸与其他参数的变化对长波 传播的影响可以忽略； 长波穿入电离层的深度很浅，受电离 层变化的影响很小，电离层对长波的吸 收也不大。 能以表面波或天波的形式传播
无线通信基础ppt课件
无线网络应用
面向语音的无线网络应用围绕着连接PSTN的无线 网络，这些业务进一步形成局域网应用和广域网 应用。
PSTN（Public Switched Telephone Network），公共 交换电话网络，一种常用旧式电话系统。
面向数据的无线网络应用围绕着Internet和计算 机通信网络。这些业务进一步分为宽带局域与 Ad-hoc（点对点）应用和广域无线数据应用。
无线传输的电磁频谱
无线频谱的分配
频率统一分配（FCC/ITU_R/各个国家）
根据信息类型分配频谱（AM/FM无线电台、TV、 蜂窝电话…）
工业科学医学频段（ISM）
可自由使用但限制功率 专用于非许可的商业用途
救护车、出租车、无线遥控玩具、无线电家用设备等
工业科学医学频段
提纲
无线网络概述
无线传输技术 无线网络-应用 无线网络-发展 无线网络-拓扑
无线蜂窝系统
蜂窝概念 蜂窝系统
无线网络概述
无线传输技术
多路复用 无线传输
多路复用（multiplexing）
为了提高信道利用率，使多路信号沿同 一信道传输而互不干扰的技术
时分多路复用
例如，
在户外，树木和路标都会导致移动电话信号 的散射。
在室内，椅子、书籍和计算机都会导致无线 Lan信号的散射。
反射、衍射和散射
无线通信的衰减（fading）
衰减（fading）：传输介质或路径使得接收信 号的能量发生变化
在固定环境下，大气层条件的变化
低频具有更强的穿透力，可以传输更远的距离 频率越高，衰减越严重，发射器需要更大的功率，
全向传播与定向传播
无线通信基础知识
折射
电磁波在传播时，遇到墙体等障碍物，就会穿过障碍物继续传播，这种现象就称为折射，电磁波的折射和光线 在透明物体中的折射有很强的类似性。如图2.4所示：
2.2.2 无线电磁波的衰落和分集技术
• 无线信号从天线到用户之间的信道衰落，按 照衰落特性的不同，可以分为慢衰落和快衰 落两种。
11
慢衰落
由地形和障碍物阻挡而造成的阴影效应，致使接收到的信号强度下降，信号强度随地理环境的改变而缓慢变化，这 种衰落称为慢衰落，又称为阴影衰落。慢衰落的场强中值服从对数正态分布，且与位置和地点相关，衰落的速度取 决于移动台的速度，它反映了传播在空间距离的接收信号电平值的变化趋势。
CONTENTS 无线通信基础知识
第二章
传输介质 无线传播理论 无线信道简介 信道复用 扩频通信技术 无线通信系统重要概念 我国无线电业务频率划分
02 无线通信基础知识 1. 传输介质 核桃AI
2.1 传输介质
• 传输介质是连接通信设备，为通信设备 之间提供信息传输的物理通道；是信息 传输的实际载体。有线通信与无线通信 中的信号传输，都是电磁波在不同介质 中的传播过程，在这一过程中对电磁波 频谱的使用从根本上决定了通信过程的 信息传输能力。
无线自组织网络技术
无线自组织网络是一种特殊的无线移动网 络。一般由一组具有自主能力的无线终端相 互协作形成的一种独立于固定基础设施、采 用分布式管理的多跳网络；网络中所有节点 的地位都是平等的，无需任何预设的基础设 施和任何中心控制节点；网络中的节点具有 普通移动终端的功能；节点间可通过空中接
8.1.1 移动Adhoc网络MAC协议
图8.3 冲突情形1
8.1.1 移动Adhoc网络MAC协议
1）隐藏终端与暴露终端问题
无线通信基础_教学课件_3
傅里叶变换
2.2 线性时变信道模型
传输函数
【定义】LTV信道的时变传输函数是冲激响应 h , t 关于时延变量 的傅里叶变换。
有如下傅里叶变换对（时间变量t 可看成一个参数）：
H f , t F h , t h , t e j 2 f d -1 j 2 f h , t F f H f , t df H f , t e
2.2 线性时变信道模型
： 在 一 特 定 t值 下 信 道 的 多 径 时 延 ， 或 时 间 的 增 量 ；
x( t )
h ( , t )
r( t )
r t
h , t x t d
第11页 共110页
第二章 无线信道的特性 2.2.1 信道冲激响应
设窄带信号 x ( t ) 通过频率为 f c 的载波发射，则有：
x (t ) x (t )e
j 2 fct
调制信号
实部
基带信号
第4页 共110页
第二章 无线信道的特性 2.2.1 信道冲激响应 一、无线信道输出端的接收信号表达式（2）
2.2 线性时变信道模型
发射信号经第n条路径到达接收端的信号：
解：N
2
h , 0
1 0
70 dB m 100 pW , -73 dB m 50 pW .
0 0
100 pW ,
50 pW
0 0 0,
1 0 2 f c 1 1 8 0 0
5 6 6
0
)
1
2.2 线性时变信道模型
传输函数
【定义】LTV信道的时变传输函数是冲激响应 h , t 关于时延变量 的傅里叶变换。
有如下傅里叶变换对（时间变量t 可看成一个参数）：
H f , t F h , t h , t e j 2 f d -1 j 2 f h , t F f H f , t df H f , t e
2.2 线性时变信道模型
： 在 一 特 定 t值 下 信 道 的 多 径 时 延 ， 或 时 间 的 增 量 ；
x( t )
h ( , t )
r( t )
r t
h , t x t d
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第二章 无线信道的特性 2.2.1 信道冲激响应
设窄带信号 x ( t ) 通过频率为 f c 的载波发射，则有：
x (t ) x (t )e
j 2 fct
调制信号
实部
基带信号
第4页 共110页
第二章 无线信道的特性 2.2.1 信道冲激响应 一、无线信道输出端的接收信号表达式（2）
2.2 线性时变信道模型
发射信号经第n条路径到达接收端的信号：
解：N
2
h , 0
1 0
70 dB m 100 pW , -73 dB m 50 pW .
0 0
100 pW ,
50 pW
0 0 0,
1 0 2 f c 1 1 8 0 0
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0
)
1
无线通信基础课件 (2)
x j u1 g1 j u2 g2 j ... uk gkj , j 1, 2,...n
x uG
g1 g11 g12 .. g1n
G
g2 :
g21 :
g22
..
g2n
Hale Waihona Puke gkgk1gk 2
..
gkn
x u1g1 u2g2 ,,,ukgk
g1,g2,,,gk线性无关
(任意两个的和不能得到另一个）
最小汉明距离:所有汉明距离中的最小者
dH (x, y) xn yn n
dmin dH (x, y)
欧式距离:码字间的几何距离 dE (x, y)
xn yn 2
n
错误图样:差错的形式也可以用二元序列来描述。设发送码字 为 x [xn x2 x1] ，接收码字为，r [rn r2r1] 两者的差别:
伽罗华域
GF(P)有p个元素的有限域，其中p是一素数，域中定义的元素中的 加法和乘法，且这些运算有封闭性(两个元素的和乘仍是有效元素)， 运算满足结合律、交换律和分配律。
对P=2元域GF(2)，有元素0和1，其加法和乘法满足:
+0 1
x01
001
000
110
101
P=2，二进制码
GF(P)的扩域GF(Pm)，p是一素数，m是任意数
注：括号中为原书章
信道编码
1. 概述 2. 分组码 3. 卷积码 4. Turbo码 5. 低密度奇偶校验码 6. 衰落信道中的编码
信道编码的产生与发展
信道编码是为了提高信号传输的可靠性，改善通信系统的传输质量， 研究信道编码的目标是寻找具体构造编码及译码的理论与方法。
1948年，香农提出信息论，建立通信统计理论，只要R<C ,通过信 道编码可达到任意小的误码率。
x uG
g1 g11 g12 .. g1n
G
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g21 :
g22
..
g2n
Hale Waihona Puke gkgk1gk 2
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x u1g1 u2g2 ,,,ukgk
g1,g2,,,gk线性无关
(任意两个的和不能得到另一个）
最小汉明距离:所有汉明距离中的最小者
dH (x, y) xn yn n
dmin dH (x, y)
欧式距离:码字间的几何距离 dE (x, y)
xn yn 2
n
错误图样:差错的形式也可以用二元序列来描述。设发送码字 为 x [xn x2 x1] ，接收码字为，r [rn r2r1] 两者的差别:
伽罗华域
GF(P)有p个元素的有限域，其中p是一素数，域中定义的元素中的 加法和乘法，且这些运算有封闭性(两个元素的和乘仍是有效元素)， 运算满足结合律、交换律和分配律。
对P=2元域GF(2)，有元素0和1，其加法和乘法满足:
+0 1
x01
001
000
110
101
P=2，二进制码
GF(P)的扩域GF(Pm)，p是一素数，m是任意数
注：括号中为原书章
信道编码
1. 概述 2. 分组码 3. 卷积码 4. Turbo码 5. 低密度奇偶校验码 6. 衰落信道中的编码
信道编码的产生与发展
信道编码是为了提高信号传输的可靠性，改善通信系统的传输质量， 研究信道编码的目标是寻找具体构造编码及译码的理论与方法。
1948年，香农提出信息论，建立通信统计理论，只要R<C ,通过信 道编码可达到任意小的误码率。
《无线通信基础》课件
您将了解无线通信系统的 组成，包括基站、移动终 端、无线传输媒介等重要 组成部分。
通过本课程的学习，您将 掌握目前无线传输技术的 应用情况，并了解未来的 发展趋势。
无线通信基础概述
无线通信基础是指通过无线信号传输进行信息交流的一种通信方式。它可以 实现移动通信、数据传输和网络连接等功能。
无线通信系统组成
无线信道与传输媒介
无线信道是无线通信中信息传输的路径，传输媒介包括自由空间、电磁波、 红外线等。
无线传输技术的应用与发展趋势
5G网络
5G网络是当前最先进的无线传输 技术，具有更快的传输速度和更 低的延迟，将推动智能城市和物 联网的发展。
无线通信设备
无线通信安全
无线通信设备是无线通信系统中 的重要组成部分，如手机、基站、 无线路由器等。
基站
基站是无线通信系统中的中 心设备，负责与移动终端进 行通信并提供网络连接。
移动终端
移动终端是用户使用的无线 设备，如手机、平板电脑等， 用于与基站进行通信。
无线传输媒介
无线传输媒介是信息传输的 介质，包括电磁波、红外线 等无线信号。
调制与解调
调制与解调是无线通信中将原始信号转换为适合传输的调制信号，以及将接收到的调制信号恢复成原始信号的 过程。
《无线通信基础》PPT课件
课程介绍
本课程将深入介绍无线通信基础知识，涵盖无线通信系统组成、调制与解调、 信号传输与调制方式、多路复用、无线信道与传输媒介以及无线传输技术的 应用与发展趋势。
学习目标
1 全面了解无线通信基 2 熟悉无线通信系统组 3 掌握无线传输技术的
础原理
成
应用与发展趋势
通过本课程的学习，您将 全面了解无线通信基础原 理，包括调制、信号传输、 多路复用等方面的知识。
无线通信基础_教学课件_2
45
50
多径时延大于脉冲宽度
第23页 共102页
第二章 无线信道的特性 4、多径时延（时间色散）
路径2 路径1 路径3
1 0 -1 0 1 0 -1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5 10 15 20 25 30 35 40 45
2.1 多径传播环境
50
50
基站 (BS)
例如GSM：fc=900MHz,τ≈0.55ns，Δd=16.7cm
第15页 共102页
第二章 无线信道的特性 3、衰落（Fading）—— 小尺度衰落
2.1 多径传播环境
r (t ) 1 cos(2 fct ) 2 cos(2 fc (t )) 两个矢量求和，则有接收信号：r (t ) cos(2 fct )
2.4.1 自由空间传播模型（教材2.4.1） 2.4.2 光滑平面上的电波传播（教材2.4.2）
2.4.3 带有阴影的对数距离路径损耗
（教材2.4.3，2.4.6 ）
2.4.4 室外/室内传播模型（教材2.4.4/ 2.4.5）
第29页 共102页
2.4 大尺度路径损耗与阴影衰落
第二章 无线信道的特性
多径时延小于脉冲宽度
第25页 共102页
第二章 无线信道的特性 5、多普勒频移（频率色散）
2.1 多径传播环境
当发射机与接收机之间有相对运动时，收到的 电波将发生频率的变化，此变化称为多普勒频移。
S
Vf c 多普勒频率：f d cos (t ) c
l (t ) X d V
Y
第26页 共102页
多径时延小于脉冲宽度
第24页 共102页
第二章 无线信道的特性 4、多径时延（时间色散）
无线通信基础
自由空间条件: 无阻挡，无反射，大气层的是各项同性的介 质且均匀分布。
自由空间传播公式: L=92.44+20logd+20logf d:距离,单位km f:频率的单位GHz
大气对传播的影响
微波传播会受大气层的影响，产生衰落和失真。 大气对电磁波会产生折射、反射、吸收衰减。
四季不同、阴晴不同、昼夜不同、早晚不同。
2013-7-29
26
无线通信系统的分类－卫星移动通信系统
低轨道（LEO）卫星的移动通信系统是利用低轨道（LEO） 卫星系统是实现卫星终端微型化的方案之一。由于低轨道（LEO）卫 星及其发射成本较低，其可把山岳地区和人口密度稀少的地区覆盖起 来，构成范围广泛的服务区域。据测算，低轨道（LEO）移动卫星通 信系统的收费与陆地蜂窝移动通信系统差不多。
1、要求馈线的衰耗要小；
2、其阻抗应尽可能与发射机的输出阻抗和天线的输入阻抗 相匹配。
2013-7-29
11
无线通信系统的组成
• 发信机的主要作用是将所要传送的信号首先对载波信号进行 调制，形成已调载波；已调载波信号经过变频（有的发射机 不经过这一步骤）成为射频载波信号，送至功率放大器，经 功率放大器放大后送至天（馈）线。
基本的蜂窝系统由移动台（MS）、基站（BS）和移动交换中心 （MSC）组成。
2013-7-29 25
无线通信系统的分类－卫星移动通信系统
分为：利用同步卫星的移动通信系统和利用低轨道（LEO）卫 星的移动通信系统。 同步卫星的移动通信系统是统利用分别位于大西洋、太平洋 和印度洋赤道上空的四颗静止卫星（大西洋两颗，太平洋和印度洋各 一颗）、网络协调站、岸站和用户终端站可实现除两极以外的全球绝 大部地区的移动通信。用户终端站是一系列的VSAT（Very Small Aperture Terminal），即一系列的小型或微型站。这些VSAT装在飞 机、轮船、车辆上或个人携带（最小的便携站只有笔记本大小）可进 行移动通信。这是目前业已实用化的卫星移动通信系统 。大量的 VSAT与一个大的岸站协调工作构成一个卫星移动通信网，可支持双 向话音、数据、图象等移动通信业务。
通信原理 第2章(基础知识)
31/59
2.4.3 平稳随机信号通过系统
平稳信号X(t)输入系统，
Y (t) X (t) h(t) X (t u)h(u)du
X(t)与Y(t)是联合平稳的。
1. 输出的概率特性 如果X(t)是高斯过程，则Y(t)也是高斯过程。 2. 输出的功率谱
PY ( f ) PX ( f ) H ( f ) 2
P f
Beq
1 P( f0 )
P(
0f)dfBeqP f0
f
当 P f 为低通信号时， f0 0
0
f0
便于计算信号功率， P 2BeqP f0
2019/11/25
17/59
等效噪声带宽（相对于系统）
equivalent noise bandwidth
Hf 2
(自学)
2019/11/25
2/59
2.1 确知信号
2019/11/25
3/59
2.1.1 信号及其基本参数
信号——某个随时间变化的电子或电气物理量，如v(t) 或i(t)，也常常称为波形。
实际物理波形的特点： 1）实的、连续的、峰值有限的 2）存在于有限的时间段内 3）频谱主要集中在某个频带中
2.2 随机信号
（随机过程）
（Random Signal）
2019/11/25
24/59
2.2.6 功率谱密度
1. 功率谱密度与维纳—辛钦定理
功率型信号
P lim 1 T x2 t dt T 2T T
功率型信号一般持续时间无限，不满足绝对可积的条件。
功率谱密度（PSD）：
通信原理
第2章 基础知识
无线通信基础知识
▪ 阻塞干扰的形成的原因主要是由于接收机处在大 功率发射台附近，而接收机的选择性又不好所致。
A
33
▪ （五）网络间的干扰
▪ 在同一区域内，往往存在着隶属于不同系 统的许多通信网，每个网络自成体系。这 些网络之间的相互影响就形成了网间干扰。
A
34
第十节 天线
▪ 无线电发射机输出的射频信号功率，通过 馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁 波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后， 由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分 功率），并通过馈线送到无线电接收机。 可见，天线是发射和接收电磁波的一个重 要的无线电设备，没有天线也就没有无线 电通信。
A
1
▪ 无线通信在使用中又分为两种：一种是固 定点与固定点进行通信的固定无线电通信， 另外一种是固定点与移动体或移动体与移 动体之间进行联系的移动无线通信，简称 移动通信。近些年信息通信领域中，发展 最快、应用最广的就是无线通信技术。
A
2
▪ 无线通信系统中按照关键部分的不同特性，有不同的分类： ▪ 按照工作频段或传输手段分类，有中波通信、短波通信、
A
20
三、锁相环频率合成器
A
21
第六节 调制
▪ 一、调制的概念
▪ 无线通信的主要任务是利用电磁波来传送诸如语言言、
音乐、图像等基带信号。由无线通信理论可知，当天线
的几何尺寸和要传递的电信号的波长相近时，电信号才
能有效地从天线从以电磁波的形式辐射出去。以语音信
号为例，语音信号变换为电信号后其频率范围从几十赫
到几千赫，一般将300Hz到3000Hz的频率发送出去即可 取得较满意的话音传输效果，但300Hz到3000Hz电信号 所对应的波长为1000km-100 km，要建立起这样长的天 线系统显然是不能的。
A
33
▪ （五）网络间的干扰
▪ 在同一区域内，往往存在着隶属于不同系 统的许多通信网，每个网络自成体系。这 些网络之间的相互影响就形成了网间干扰。
A
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第十节 天线
▪ 无线电发射机输出的射频信号功率，通过 馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁 波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后， 由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分 功率），并通过馈线送到无线电接收机。 可见，天线是发射和接收电磁波的一个重 要的无线电设备，没有天线也就没有无线 电通信。
A
1
▪ 无线通信在使用中又分为两种：一种是固 定点与固定点进行通信的固定无线电通信， 另外一种是固定点与移动体或移动体与移 动体之间进行联系的移动无线通信，简称 移动通信。近些年信息通信领域中，发展 最快、应用最广的就是无线通信技术。
A
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▪ 无线通信系统中按照关键部分的不同特性，有不同的分类： ▪ 按照工作频段或传输手段分类，有中波通信、短波通信、
A
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三、锁相环频率合成器
A
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第六节 调制
▪ 一、调制的概念
▪ 无线通信的主要任务是利用电磁波来传送诸如语言言、
音乐、图像等基带信号。由无线通信理论可知，当天线
的几何尺寸和要传递的电信号的波长相近时，电信号才
能有效地从天线从以电磁波的形式辐射出去。以语音信
号为例，语音信号变换为电信号后其频率范围从几十赫
到几千赫，一般将300Hz到3000Hz的频率发送出去即可 取得较满意的话音传输效果，但300Hz到3000Hz电信号 所对应的波长为1000km-100 km，要建立起这样长的天 线系统显然是不能的。
无线通信基础
无线通信基础
电磁波的概念 准 平 滑 地 形 高 区 路 径 传 播 衰 耗 中 值
基本概念
无线通信基础
电磁波的概念 移 动 台 天 线 高 度 增 益 因 子
基本概念
无线通信基础
电磁波的概念 基 站 天 线 高 度 增 益 因 子
基本概念
无线通信基础
电磁波的概念
基本概念
无线电波的波长、频率和传播速度的关系 该关系可用式 λ＝Ｖ/ｆ 表示，其中Ｖ为速度，单位
无线通信基础
天线的概念
基本概念
极化损失
当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程
中通常都要产生极化损失，例如：当用圆极化天线接收任一线极化波 ，或用线极化天线接收任一圆极化波时，都要产生３分贝的极化损失， 即只能接收到来波的一半能量；
当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来波的极化 方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接收天线也就完全接 收不到来波的能量，这时称来波与接收天线极化是隔离的。
无线通信基础
2020/11/16
无线通信基础
第一部分 基本概念
本部分重点: ❖ 熟悉并掌握无线电波的基本知识 ❖ 熟悉并掌握天线的基本知识 ❖
无线通信基础
电磁波的概念 电磁波的传播
基本概念
无线通信基础
电磁波的概念
基本概念
什么叫无线电波？
无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁 场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。
无线通信基础
天线的概念
基本概念
（极化）隔离 隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出
现的比例。
1000mW (即1W)
在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB
无线通信基础
无线通信基础本节只要内容（1）无线通信的基本概念；（2）蜂窝的概念3.1 无线通信中的基本概念Table 3.1 无线系统定义3.2 蜂窝的基本概念1897年马可尼在第一次展示无线电在英格兰海峡里行驶的船只保持连续不断的通信能力，标志着无线通信的开始。
但是无线通信由于其相关技术故障，在上世界60,70年代以前发展比较缓慢，知道贝尔实验室提出蜂窝的概念。
3.2.1背景知识介绍早期移动通信系统设计的目标：在至高处建立单个大功率的发射机，从而获得大的覆盖面积。
至高处目的：尽可能保证视距传播。
数据表明：建筑物能削弱无线信号20-30分贝。
20210010lg 2010100.01r t t P dBP P P P P --=-==∴=类似的，当衰减30dB 时，P t = 0.001 P 0 优点：设计简单，覆盖面积大； 缺点：频谱利用率低，浪费严重10lg()rP dB P = 其中P r 为实测到的功率，P 0为参考功率。
当电阻值不变时，由P=E 2/R 得到2222000()10lg10lg()20lg()()r r r E E E R dB E E E R=== 其中E r 为电压实际测量值，E 0为电压参考值。
应用实例：70年代纽约的贝尔移动系统在1000平方英里（2*109平方米=2.6*103平方公里=3.88*106亩，苏州古城区2*104亩）内最多支持12个同时呼叫。
矛盾：频谱资源有限、用户数量快速增加，无法满足需求在此基础上产生蜂窝的概念。
蜂窝概念是一种系统级概念，其思想是用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），每个小覆盖区只提供服务范围内的一部分覆盖，每个基站只分配可用信道的一部分，有效降低了同频干扰，尽管存在邻频干扰，但是干扰降低了。
优点：（1）随着需求继续增长，蜂窝可以变的更小，这样，在不使用额外的频谱资源的同时，增加了额外的容量。
(2) 每个用户设备都可以在使用相同蜂窝概念的地区接入网络。
无线通信基础知识
第一章 无线通信的基本概念
1.3 联通GSM900M数字蜂窝网移动通信系统：
工作频段：上行909~915MHz 下行954~960 MHz
频率与信道之间换算公式：上行：F=890+0.2*指令载波频率号
下行：F=935+0.2*指令载波频率号
联通GSM900M系统使用频点为96-124.
第一章 无线通信的基本概念
第一章 无线通信的基本概念
1.2 移动GSM1800M数字蜂窝网移动通信系统：
工作频段：上行1710-1720MHz
下行1805-1815MHz
频率与信道之间换算公式：上行：1710.2MHz+(N-512)*0.2
下行：1805.2MHz+(N-512)*0.2
移动GSM1800M系统使用频点为512-561.
频段名称 极低频（ELF） 超低频（SLF） 特低频（ULF） 甚低频（VLF） 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF） 频率范围 3~30Hz 30~300Hz 300~3000Hz 3~30kHz 30~300kHz 300~3000kHz 3~30MHz 30~300MHz 波段名称 极长波 超长波 特长波 甚长波 长波 中波 短波 超短波 （米波） 波长范围 100~10Mm（108~107m） 10~1Mm（107~106m） 1000~100km（106~105m） 100~10km（105~104m） 10~1km（104~103m） 1000~100m（103~102m） 100~10m（102~10m） 10~1m
自由空间损耗公式：Ls=32.45+20lgF+20lgD
思考题
• 何谓无线通信？ • WCDMA的工作频段？该频段属于哪一波段 ？ • 按照自由空间损耗公式计算参考距离为1m处
ISM频带及短距离无线通信设备天线基础(第二章)
ISM频带及小范围设备天线基础：第二章在此将介绍RF和天线的基础知识以及实际的天线设计原理。
Matthew Loy，Iboun Sylla，德州仪器天线类型及其特性此章节将详细讲解下列常见天线：半波振子天线(half-wave dipole)、四分之一波长单极天线(quarter wave monopole)、横向模式螺旋天线(transversal mode helical)以及小型环状天线(small loop)。
半波振子天线6.半波振子天线半波振子天线（图6）是众多的其它天线的基础，同时也作为一类基准天线，用以测量天线的增益及辐射功率密度。
在谐振频率上，例如，振子天线长度等于半波长的频率上，我们将在天线中心的终端上获得最小化的电压及最大化的电流，从而使阻抗实现了最小化。
因此，我们可以将半波振子天线与图2所给出的串联RLC谐振电路做比较。
对于无损的半波谐振天线，其等效谐振电路的串联电阻等于辐射电阻(radiation resistance)，通常介于60 Ω与73 Ω之间，取决于天线长度与直径的比率。
谐振电路（或天线）的带宽取决于L与C的比率。
直径较大的绕线意味着较大的电容及较小的电感，从而在串联电阻一定的条件下给出了较大的带宽。
这就是用于度量的天线之所以具有独特的大绕线直径的原因。
与各向同性辐射体（仅作假想）正好相反，诸如半波谐振等实际天线都或多或少的具有独特的方向辐射特性。
天线的辐射方向图是辐射功率密度的归一化极坐标图，在距天线恒定距离的水平或垂直平面上测得。
图7展示了半波振子天线的辐射方向图。
7. 半波振子天线的辐射方向图由于振子(dipole)沿轴向对称，因而三维辐射方向图可通过轴向旋转得到。
半波振子天线的各向同性增益为2.15dB。
因此，在垂直于旋转轴的方向上，辐射功率密度将比各向同性辐射体大2.15dB。
而在旋转轴的方向上则没有辐射。
半波振子将产生线性化的极化，使得电场矢量符合（换言之即“平行于”）旋转轴的方向。
无线网络第二章无线传输技术基础
典型的无线传输数字性能
损伤的另一个原因是干扰，随着无线应用的不断增 多，传输区域重叠，干扰始终是一个威胁。因此， 频带的分配需要严格控制。 （ITU-R） 频率越高衰减越大，较高的微波频率对长途传输没 有什么用处，但却非常适用于近距离传输。（λ=v/f）
L 10 lg
4d
安全性问题，卫星微波是广播设施，站点可以向卫星发送 信息，同时从卫星上传送下来的信息也会被众多站点接收。
红外线
使用发送器/接收器调制出不相干的可见光就可实现 红外通信。发光二极管或激光二极管用于发射信号； 光电管则能接收信号。 红外线传输无法穿透墙体。微波系统中遇到的安全 性和干扰问题在红外线传输中都不存在。 频率高，距离短。 易受强烈光源的影响 红外线不需要频率分配许可。
无线传输媒体
典型的无线传输数字性能
无线传输的主要损耗来源于衰减。无线的损耗公式： 4d L 10 lg
2
有线网络中的损耗与距离的关系式为：L=Ed 其中d代 表距离，E代表其他关系变量。 无线传输的损耗随距离的平方而变化 而双绞线与同轴电缆的损耗随距离的指数变化。因 此无线的中继设备比电缆的中继设备可以放得更远。
地面微波
地面微波系统主要用于长途电信服务，可代替同轴 电缆和光纤，通过地面接力站中继。 传输距离相等 情况下需要的放大器和中继器比电缆传输少很多。 但需要视距传输。广泛应用于电视（12Ghz CATV） 和语音传播以及区域长途电话业务。 常见的用于传输的频率范围为2GHz～40GHz。频率 越高，可能的带宽就越宽，因此可能的数据传输速 率也就越高。
2
无线电波
L
4d 10 lg
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= 10lg(3.5x10-7) = -64.5dBm
【20】
第2章 无线通信基础
例题2：发射机和接收机均为单位增益天线，发射机的功 率为50W，载频为900MHz。 求自由空间中距离天线 100m和10Km处的接收功率为多少dBm？
【21】
第2章 无线通信基础
例题2：发射机和接收机均为单位增益天线，发射机的功 率为50W，载频为900MHz。 求自由空间中距离天线 100m和10Km处的接收功率为多少dBm？
10 log 1 mW
【17】
0dBW =10lg(1W)= 10lg(1000mW)=30dBm 30dBm-0dBm=30dB
第2章 无线通信基础
例子1 假设发射机和接收机为单位增益天线，发射机的发射功率
为50W。 A) 将其换算成dBm； B) 将其换算成dBW； C) 如果d0=100m的接收功率为0.0035mW，请问 10km处
信号强度随着距离的平方成反比衰减。
第2章 无线通信基础
接收天线有效面积：Ae = Gr 2 / 4 其中：Gr为接收天线增益， 为信号波长。
自由空间中距发射机d处天线的接收功率为：
PG t t Pr Ae PG t t Gr （2-2-2） 2 4 d 4 d
第2章 无线通信基础
2.2 大尺度路径损耗
2.2.1 概述
电磁波传播模型的研究重点： 1、预测发射机在一定距离处的平均接收信号强度(或路 径损耗)； 预测平均信号强度描述的是发射机与接收机之间长距离 上的信号强度变化，这种模型称为大尺度传播模型。用于估 计无线信号覆盖范围的传播模型。 2、对特定位置附近信号强度变化进行分析。 无线通信系统工作的地形多种多样，所以，一种单一的传 播模型是无法准确描述收发机之间电波的传播特性，需要根 据不同的地域环境使用几种不同的模型。 【4】
第2章 无线通信基础
提问
3、在无线通信系统中，对接收信号影响比较严重的四种
效应是什么？
阴影效应； 多径效应；远近效应；多普勒效应。 4、辐射体向空间辐射电磁场，依据其空间特性不同， 可以将其划分为哪三个不同的区域？ 三个不同的区域：近场区、中间区和远场区。 5、依据不同的频率，无线电波在空间有哪三种基本传播 方式？ 地球表面波传播、天波传播和空间波传播。 【3】
第2章 无线通信基础
提问 1、无线信道的传播特征主要从哪两个层面加以描述的？ 2、什么是大尺度衰落？什么是小尺度衰落？对通信系统
有什么影响？ 3、在无线通信系统中，对接收信号影响比较严重的四种
效应是什么？ 4、辐射体向空间辐射电磁场，依据其空间特性不同， 可以将其划分为哪三个不同的区域？ 5、依据不同的频率，无线电波在空间有哪三种基本传播 方式？ 【1】
Pr (100m)(dBm) 10 lg Pr (100 m ) 10 lg(3.5 103mW /1mW ) 24.5 dBm
d0 2 100 10km处的 P P ( ) P 20 lg r (10km) r (100m) r (100m)(dBm) 64.5 dBm. d 10000 接收功率为
【8】
第2章 无线通信基础
2.2.2 自由空间传播模型
电波向周围空间扩散传播时，距离越远，单位面积 上所接收的能量就越少，这种电波扩散引起的衰耗称为 自由空间传播损耗。 自由空间传播模型的作用：用于预测接收机和发射 机之间完全无遮挡时的视线路径接收信号强度。 自由空间传播的条件：理想的均匀介质；无阻挡、 无反射、无绕射、无散射，无吸收。
根据式（2-2-6），接收天线在1.6 km处的接收功率为
Pr(1.6km) d0 45.96 20 lg 45.96 24.1 70.06 dBm d
【24】
第2章 无线通信基础
也可直 接计算
Gt Gr 2 Pr(1.6km) 10 lg( Pt ) 10 lg 2 2 ( 4 π ) d 1.6 1.6 0.1252 30 10 lg 70.06 dBm 2 2 6 ( 4π ) 1.6 10
的接收功率是多少？
【18】
第2章 无线通信基础
解
A) Pt (W) =50W.
Pt (dBm) = 10lg[Pt (mW)/1mW)]
Pt (dBm) = 10lg(50*1000) Pt (dBm) = 47 dBm
B)
Pt (dBW) = 10lg[Pt (W)/1W)] Pt (dBW) = 10lg(50) Pt (dBW) = 17 dBW 【19】
这些地域类型的具体描述如表2-2所示。
【6】
第2章 无线通信基础
表2-2 无线覆盖区域类型划分
【7】
第2章 无线通信基础
3. 按照地物的密集程度不同可以分为三类地区：
– 开阔地：在电波传播的路径上无高大树木、建 筑物等障碍物，呈开阔状地面，如农田、荒野、 广场、沙漠和戈壁滩等；
– 郊区：在靠近移动台近处有些障碍物但不稠密， 如有少量的低层房屋或小树林等 – 市区：有较密集的建筑物和高层楼房
【9】
第2章 无线通信基础
通常可以把满足以下条件的空间近似视为自由空间： a) 地面上空大气层是各向同性的均匀介质 b) 无损耗的无限大空间（只有传播损耗）
如卫星通信系统和微波视距无线链路是典型的自由空间
传播。 直射波可近似按自由空间传播模型进行预测，是电
磁波传播的最简单情况。
Friis公式给出了在自由空间中，距发射机d 处接收 天线的接收功率。 【10】
第2章 无线通信基础
Friis公式（1）：定义
发射天线为全向均匀辐射，发射功率为 Pt ，则以发射源为中心，d为半径的球面 上单位面积功率为： S ＝ Pt / 4 d2 发射天线增益：Gt 发射天线在距离d处的辐射功率密度为
d Pt
Pt Gt Pd 4πd 2
（2-2-1） 【11】
1W 1W 10 lg( Pt ) 10 lg 10 lg 30 dBm 1mW 0.001
【23】
第2章 无线通信基础
c 3 108 电磁波波长为 0.125 m 9 f 2.4 10
取参考距离为100 m，利用式（2-2-4）求得参考点的功率为
Pr(100m) Gt Gr 2 1.6 1.6 0.1252 10 lg( Pt ) 10 lg 30 10 lg 2 2 2 2 ( 4 π ) d ( 4 π ) 100 30 75.96 45.96 dBm
c 3 108 0.33 m 8 f 9 10
解：
100m处的 接收功率为
Pr (100 m )
Gt Gr 2 0.332 P 50W 2 2 t 2 (4 ) d (4 3.14 100) 3.5 106 W 3.5 103 mW.
2 2 2
d0必须满足远场区条件。 Pr(d0)可以用式（2以dBm为单位表示时，式（2-2-5）变为
d Pr (d )(dBm) 10 lg Pr (d 0 ) 20 lg 0 d
（2-2-6）
式中，Pr（d0）的单位为mW。 在实际常用的移动通信系统中（频率在1～2 GHz附 近），室内环境参考距离典型值取1 m，室外环境取100 m 或1 km。这样选取参考距离后，式（2-2-5）和式（2-2-6） 中的分子就是10的倍数，这使得以dB为单位的传播损耗计 算很容易。 【16】
第2章 无线通信基础
明确几个常用单位：
10log 单位dB：
(是个相对值，表示两个量的相对大小关系)
dBW表示大于或小于1瓦的分贝数：10 log
0dBW =10lg(1W)
1 W
dBmW（dBm）表示大于或小于1毫瓦的分贝数：
0dBm = 10lg(1mW)
(表示功率绝对值的单位)
其中：Pt为发射功率；Gt是发射天线增益 Pr为接收功率；Gr是接收天线增益
2
d是T-R间距离，单位为m；
为波长，单位为m；
【12】
第2章 无线通信基础
自由空间的传播衰减为
G t G r 2 Pr Pt (4 π ) 2 d 2
接收功率衰减与 距离的关系为 20dB/十倍程 （2-2-3）
第2章 无线通信基础
提问 1、无线信道的传播特征主要从哪两个方面加以描述的？ 平均信号强度(大尺度衰落)和小尺度衰落 2、什么是大尺度衰落？什么是小尺度衰落？对通信系统 有什么影响？ 大尺度衰落：反映信号的平均功率随距离增大而产生的 缓慢变化，包括大尺度路径损耗和阴影衰落，主要影 响通信距离或覆盖范围。 ——慢衰落 小尺度衰落：主要表现为多径衰落，反映数十个波长 区间内信号功率的快变化，是影响接收信号质量的主 要因素。——快衰落 【2】
第2章 无线通信基础
2、按服务区域的人口密度、建筑物密度及高度、经济发 展水平及前景等情况进行分类，无线覆盖区域可以划分成如 下类型：大城市、中等城市、小城镇和农村。 建筑物的密度与高度对电波传播会产生两方面的影响： 1、高大密集的建筑物对电波传播会产生反射、散射、能量吸 收等，这些因素综合起来会加快电波传播的大尺度损耗； 2、高大建筑物还会造成电波阴影，阴影区的信号强度可能会 非常弱。
第2章 无线通信基础
为了建立比较贴合实际的大尺度损耗模型，需要将不同
的地域环境根据地形起伏或地物高度、密度进行分类。
1、根据地形起伏情况，分成中等起伏地形和不规则地 形两大类。
中等起伏地形：指在无线传播路径的地形剖面图上，地
面起伏高度不超过20米，并且起伏缓慢，起伏地形最高点与 最低点之间的水平距离大于它们之间的高度差。 不规则地形：如水路混合地形、孤立的山岳、丘陵地等。 通常以中等起伏地形作为研究基准，其他情况下的传播 模型则通过对基准情况模型进行修正得到。 【5】
【20】
第2章 无线通信基础
例题2：发射机和接收机均为单位增益天线，发射机的功 率为50W，载频为900MHz。 求自由空间中距离天线 100m和10Km处的接收功率为多少dBm？
【21】
第2章 无线通信基础
例题2：发射机和接收机均为单位增益天线，发射机的功 率为50W，载频为900MHz。 求自由空间中距离天线 100m和10Km处的接收功率为多少dBm？
10 log 1 mW
【17】
0dBW =10lg(1W)= 10lg(1000mW)=30dBm 30dBm-0dBm=30dB
第2章 无线通信基础
例子1 假设发射机和接收机为单位增益天线，发射机的发射功率
为50W。 A) 将其换算成dBm； B) 将其换算成dBW； C) 如果d0=100m的接收功率为0.0035mW，请问 10km处
信号强度随着距离的平方成反比衰减。
第2章 无线通信基础
接收天线有效面积：Ae = Gr 2 / 4 其中：Gr为接收天线增益， 为信号波长。
自由空间中距发射机d处天线的接收功率为：
PG t t Pr Ae PG t t Gr （2-2-2） 2 4 d 4 d
第2章 无线通信基础
2.2 大尺度路径损耗
2.2.1 概述
电磁波传播模型的研究重点： 1、预测发射机在一定距离处的平均接收信号强度(或路 径损耗)； 预测平均信号强度描述的是发射机与接收机之间长距离 上的信号强度变化，这种模型称为大尺度传播模型。用于估 计无线信号覆盖范围的传播模型。 2、对特定位置附近信号强度变化进行分析。 无线通信系统工作的地形多种多样，所以，一种单一的传 播模型是无法准确描述收发机之间电波的传播特性，需要根 据不同的地域环境使用几种不同的模型。 【4】
第2章 无线通信基础
提问
3、在无线通信系统中，对接收信号影响比较严重的四种
效应是什么？
阴影效应； 多径效应；远近效应；多普勒效应。 4、辐射体向空间辐射电磁场，依据其空间特性不同， 可以将其划分为哪三个不同的区域？ 三个不同的区域：近场区、中间区和远场区。 5、依据不同的频率，无线电波在空间有哪三种基本传播 方式？ 地球表面波传播、天波传播和空间波传播。 【3】
第2章 无线通信基础
提问 1、无线信道的传播特征主要从哪两个层面加以描述的？ 2、什么是大尺度衰落？什么是小尺度衰落？对通信系统
有什么影响？ 3、在无线通信系统中，对接收信号影响比较严重的四种
效应是什么？ 4、辐射体向空间辐射电磁场，依据其空间特性不同， 可以将其划分为哪三个不同的区域？ 5、依据不同的频率，无线电波在空间有哪三种基本传播 方式？ 【1】
Pr (100m)(dBm) 10 lg Pr (100 m ) 10 lg(3.5 103mW /1mW ) 24.5 dBm
d0 2 100 10km处的 P P ( ) P 20 lg r (10km) r (100m) r (100m)(dBm) 64.5 dBm. d 10000 接收功率为
【8】
第2章 无线通信基础
2.2.2 自由空间传播模型
电波向周围空间扩散传播时，距离越远，单位面积 上所接收的能量就越少，这种电波扩散引起的衰耗称为 自由空间传播损耗。 自由空间传播模型的作用：用于预测接收机和发射 机之间完全无遮挡时的视线路径接收信号强度。 自由空间传播的条件：理想的均匀介质；无阻挡、 无反射、无绕射、无散射，无吸收。
根据式（2-2-6），接收天线在1.6 km处的接收功率为
Pr(1.6km) d0 45.96 20 lg 45.96 24.1 70.06 dBm d
【24】
第2章 无线通信基础
也可直 接计算
Gt Gr 2 Pr(1.6km) 10 lg( Pt ) 10 lg 2 2 ( 4 π ) d 1.6 1.6 0.1252 30 10 lg 70.06 dBm 2 2 6 ( 4π ) 1.6 10
的接收功率是多少？
【18】
第2章 无线通信基础
解
A) Pt (W) =50W.
Pt (dBm) = 10lg[Pt (mW)/1mW)]
Pt (dBm) = 10lg(50*1000) Pt (dBm) = 47 dBm
B)
Pt (dBW) = 10lg[Pt (W)/1W)] Pt (dBW) = 10lg(50) Pt (dBW) = 17 dBW 【19】
这些地域类型的具体描述如表2-2所示。
【6】
第2章 无线通信基础
表2-2 无线覆盖区域类型划分
【7】
第2章 无线通信基础
3. 按照地物的密集程度不同可以分为三类地区：
– 开阔地：在电波传播的路径上无高大树木、建 筑物等障碍物，呈开阔状地面，如农田、荒野、 广场、沙漠和戈壁滩等；
– 郊区：在靠近移动台近处有些障碍物但不稠密， 如有少量的低层房屋或小树林等 – 市区：有较密集的建筑物和高层楼房
【9】
第2章 无线通信基础
通常可以把满足以下条件的空间近似视为自由空间： a) 地面上空大气层是各向同性的均匀介质 b) 无损耗的无限大空间（只有传播损耗）
如卫星通信系统和微波视距无线链路是典型的自由空间
传播。 直射波可近似按自由空间传播模型进行预测，是电
磁波传播的最简单情况。
Friis公式给出了在自由空间中，距发射机d 处接收 天线的接收功率。 【10】
第2章 无线通信基础
Friis公式（1）：定义
发射天线为全向均匀辐射，发射功率为 Pt ，则以发射源为中心，d为半径的球面 上单位面积功率为： S ＝ Pt / 4 d2 发射天线增益：Gt 发射天线在距离d处的辐射功率密度为
d Pt
Pt Gt Pd 4πd 2
（2-2-1） 【11】
1W 1W 10 lg( Pt ) 10 lg 10 lg 30 dBm 1mW 0.001
【23】
第2章 无线通信基础
c 3 108 电磁波波长为 0.125 m 9 f 2.4 10
取参考距离为100 m，利用式（2-2-4）求得参考点的功率为
Pr(100m) Gt Gr 2 1.6 1.6 0.1252 10 lg( Pt ) 10 lg 30 10 lg 2 2 2 2 ( 4 π ) d ( 4 π ) 100 30 75.96 45.96 dBm
c 3 108 0.33 m 8 f 9 10
解：
100m处的 接收功率为
Pr (100 m )
Gt Gr 2 0.332 P 50W 2 2 t 2 (4 ) d (4 3.14 100) 3.5 106 W 3.5 103 mW.
2 2 2
d0必须满足远场区条件。 Pr(d0)可以用式（2以dBm为单位表示时，式（2-2-5）变为
d Pr (d )(dBm) 10 lg Pr (d 0 ) 20 lg 0 d
（2-2-6）
式中，Pr（d0）的单位为mW。 在实际常用的移动通信系统中（频率在1～2 GHz附 近），室内环境参考距离典型值取1 m，室外环境取100 m 或1 km。这样选取参考距离后，式（2-2-5）和式（2-2-6） 中的分子就是10的倍数，这使得以dB为单位的传播损耗计 算很容易。 【16】
第2章 无线通信基础
明确几个常用单位：
10log 单位dB：
(是个相对值，表示两个量的相对大小关系)
dBW表示大于或小于1瓦的分贝数：10 log
0dBW =10lg(1W)
1 W
dBmW（dBm）表示大于或小于1毫瓦的分贝数：
0dBm = 10lg(1mW)
(表示功率绝对值的单位)
其中：Pt为发射功率；Gt是发射天线增益 Pr为接收功率；Gr是接收天线增益
2
d是T-R间距离，单位为m；
为波长，单位为m；
【12】
第2章 无线通信基础
自由空间的传播衰减为
G t G r 2 Pr Pt (4 π ) 2 d 2
接收功率衰减与 距离的关系为 20dB/十倍程 （2-2-3）
第2章 无线通信基础
提问 1、无线信道的传播特征主要从哪两个方面加以描述的？ 平均信号强度(大尺度衰落)和小尺度衰落 2、什么是大尺度衰落？什么是小尺度衰落？对通信系统 有什么影响？ 大尺度衰落：反映信号的平均功率随距离增大而产生的 缓慢变化，包括大尺度路径损耗和阴影衰落，主要影 响通信距离或覆盖范围。 ——慢衰落 小尺度衰落：主要表现为多径衰落，反映数十个波长 区间内信号功率的快变化，是影响接收信号质量的主 要因素。——快衰落 【2】
第2章 无线通信基础
2、按服务区域的人口密度、建筑物密度及高度、经济发 展水平及前景等情况进行分类，无线覆盖区域可以划分成如 下类型：大城市、中等城市、小城镇和农村。 建筑物的密度与高度对电波传播会产生两方面的影响： 1、高大密集的建筑物对电波传播会产生反射、散射、能量吸 收等，这些因素综合起来会加快电波传播的大尺度损耗； 2、高大建筑物还会造成电波阴影，阴影区的信号强度可能会 非常弱。
第2章 无线通信基础
为了建立比较贴合实际的大尺度损耗模型，需要将不同
的地域环境根据地形起伏或地物高度、密度进行分类。
1、根据地形起伏情况，分成中等起伏地形和不规则地 形两大类。
中等起伏地形：指在无线传播路径的地形剖面图上，地
面起伏高度不超过20米，并且起伏缓慢，起伏地形最高点与 最低点之间的水平距离大于它们之间的高度差。 不规则地形：如水路混合地形、孤立的山岳、丘陵地等。 通常以中等起伏地形作为研究基准，其他情况下的传播 模型则通过对基准情况模型进行修正得到。 【5】