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第2章 无线局域网信道特性 2.1 信道的定义 以传输媒质为基础的信号通道，是将信号从发送端 传送到接收端的通道。无线信道利用电磁波在空间 的传播来传播信号；有线信道利用导线、波导、光 纤等媒质来传播信号。 狭义信道 信道仅是指信号的传输媒质。 广义信道 如果信道不仅是传输媒质，而且包括通信系统中 的一些转换装置，这些装置可以是发送设备、接收 设备、馈线与天线、调制器、解调器等。 有线信道 利用人造的传导电或光信号的媒体来传输信号。 构成有线信道的传输媒质包括架空明线、对称（平衡）电缆、同轴电缆、光缆、波导管等。以适应各种不同的通信方式及不同容量的需要。 无线信道 信道是对无线通信中发送端和接收端之间通路的一种形象比喻。 对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。 信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。 补充：dB、dBm、dBW的概念 dB是一个纯计数单位 dBm是一个表示功率绝对值的值，是以1mW功率为基准的一个比值，计算公式 dBW也是一个表示功率绝对值的值，是以1W功率为基准的一个比值，计算公式 例如，输入功率为50mW，相对1mW而言，输入功率为 2.2 移动无线信道概述 移动信道的衰落特性取决于无线电波传播环境 不同的环境，其传播特性不尽相同。 复杂、恶劣的传播条件是移动信道的特征 这是由在运动中进行无线通信这一方式本身所决定的 无线电波传播特性 直射波 电波传播过程中没有遇到任何的障碍物, 直接到达接收端的电波, 称为直射波。直射波更多出现于理想的电波传播环境中。 反射波 电波在传播过程中遇到比自身的波长大得多的物体时, 会在物体表面发生反射, 形成反射波。 反射常发生于地表、建筑物的墙壁表面等。 绕射波 电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时, 会由阻挡表面产生二次波, 二次波散布于空间, 那些到达阻挡体背面的电波就称为绕射波。由于地球表面的弯曲性和地表物体的密集性, 绕射波在电波传播过程中起到了重要作用。 散射波 电波在传播过程中遇到障碍物表面粗糙或者体积小但数目多时, 会在其表面发生散射, 形成散射波。散射波可能散布于许多方向, 因而电波的能量也被分散于多个方向。 直射波 直射波可按自由空间传播来考虑。 所谓自由空间传播，是指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。 电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。 自由空间传播模型用于预测接收机和发射机之间是完全无阻挡的视距路径时的接收信号场强。 虽然电波在自由空间里传播不受阻挡，不产生反射、折射、绕射、散射和吸收，但是，当电波经过一段路径传播之后，能量仍会受到衰减，这是由辐射能量的扩散而引起的。 假设发送方全向天线的辐射功率为PT瓦，距离d米的接收天线获取的功率为PR瓦，自由空间传播损耗(衰落) Lfs为 由电磁场理论推导，自由空间传播损耗 (衰落) Lfs可定义为 从上式可看出 传播距离d越远，自由空间路径损耗Lfs越 大，当传播距离d加大一倍时，自由空间路 径损耗Lfs就增加6dB。 电波频率f 越高，自由空间路径损耗Lfs就 越大，当电波频率f 提高一倍时，自由空间传播 损耗Lfs就增加6dB。 反射波 绕射 在实际陆地无线通信中，发射与接收之间的传播路径上，往往有山丘、建筑物、树木等障碍物存在。此时，电波根据绕射原理越过障碍物的，由此而引起的损耗称为绕射损耗。 绕射损耗与障碍物顶点至直射线的距离x ,障碍物与发射点的距离d1，与接收点的距离d2，以及电波的波长?都有关系。 散射 实际移动无线环境中，接收信号和单独绕射和反射模型预测的不同。这是因为当电波遇到粗糙表面或体积小但数目多的障碍物时，反射能量由于散射而散布于所有方向。例如树木。 实际移动信道中，散射体很多，因此接收信号是由多个电波合成的。 建筑物的穿透传播 发射机在建筑物外部时, 电磁波可能会在穿透建筑物后继续传播, 称为穿透传播。 穿透传播会造成穿透损耗。穿透损耗可定义为建筑物室外场强与室内场强之比(用dB表示)。 影响穿透损耗的几点要素有建筑物结构(砖石、钢筋混凝土、土等)和建筑物厚度、电波频率、楼层高度、进入室内的深度等。 简单来说 钢筋混凝土结构的穿透损耗大于砖石或土结构的穿透损耗； 电波频率越高，穿透能力越强越有利于在建筑物内部传播； 同一建筑物，高楼层比低楼层信号损耗小，地下