一點(diǎn)點(diǎn)了解數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)通信之傳輸損耗介紹

數(shù)據(jù)通信知識(shí)每天都在被使用，每一次發(fā)送微信、每一次瀏覽網(wǎng)頁(yè)，我們都在不知不覺(jué)中使用數(shù)據(jù)通信。對(duì)于數(shù)據(jù)通信，小編在往期文章中有所介紹，如數(shù)據(jù)通信的擁塞控制。為增進(jìn)大家對(duì)數(shù)據(jù)通信的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)數(shù)據(jù)通信的傳輸損耗加以介紹。如果你對(duì)本文內(nèi)容具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

損耗是指在傳輸過(guò)程中因傳輸介質(zhì)等因素引起的能力損失。

無(wú)線信道空間傳輸損耗

超高頻和微波波段信號(hào)的空間傳播，會(huì)對(duì)信號(hào)帶來(lái)多種傳輸損傷、很大衰減和多徑衰落。

1.直線傳播損傷

● 衰減和失真;

● 自由空間損耗;

● 噪聲;

● 大氣吸收;

● 多徑和折射。

2.衰減因素

雙絞線、電纜到光纖、波導(dǎo)等傳輸媒體，都是導(dǎo)向媒體，而在自由空間長(zhǎng)距離的電磁波傳播，屬于非導(dǎo)向媒體傳輸;因此衰減是較為復(fù)雜的距離函數(shù)，并在地球周圍受到充滿大氣層的影響。傳播衰減主要影響因素是:傳播頻段f，傳播距離L，電磁波速率C(近于光速)。

自由空間傳播損耗

1. 微波段信號(hào)遠(yuǎn)程傳播如衛(wèi)星到地面約36000km。信號(hào)波束隨傳播距離而發(fā)散。上行鏈路的發(fā)射信號(hào)功率，由大功率速調(diào)管可達(dá)上千瓦，而衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器只能靠太陽(yáng)能供電，由于衛(wèi)星表面積受限，因此下行鏈路發(fā)射功率很難達(dá)到上百瓦。因此地球站接收信號(hào)功率不過(guò)微瓦級(jí)，并且還包含了收、發(fā)天線增益幾十個(gè)dB的補(bǔ)償效果。

2. 空間傳播損耗(dB)

多徑傳播和多徑衰落

1.多徑傳播

天線輻射的信號(hào)以三種方式傳播:地波、天波和空間波(后者即稱謂的直線波);

● 當(dāng)電磁波遇有比其波長(zhǎng)要大的障礙物時(shí)，則發(fā)生反射;

● 并在該物體邊界進(jìn)行衍射(繞射);

● 若障礙物尺寸不大于電磁波長(zhǎng)，會(huì)發(fā)生散射，即散射成幾路弱信號(hào)———多徑衰落。

2.多徑傳播后果

● 多徑到達(dá)的信號(hào)，由于相位不同，強(qiáng)弱相差很大，若無(wú)序混迭、相位抵消，就使接收信號(hào)難以檢測(cè)與恢復(fù)質(zhì)量良好的信息;

● 產(chǎn)生嚴(yán)重的碼間干攏(ISI);

● 特別是在較高速度的移動(dòng)臺(tái)天線發(fā)出的信號(hào)，運(yùn)動(dòng)方向、障礙物環(huán)境較快變化，多徑信號(hào)中主路徑不穩(wěn)定等因素導(dǎo)致的接收信號(hào)更難處理。

3.衰落類型

● 慢衰落(平坦衰落—flat fading);

● 快衰落(fast fading);

● 選擇性衰落(Selective fading)。

4.衰落信道的3種類型

● 高斯信道———是最簡(jiǎn)單的信道模型，同時(shí)它更符合于通信恒參傳輸媒體。本書(shū)各種傳輸系統(tǒng)，均是基于高斯信道進(jìn)行性能分析。

● 瑞利衰落信道———多徑衰落導(dǎo)致多條均很弱的路徑信號(hào)，而不存在一條主路徑。

● 賴斯衰落信道———是較瑞利衰落利于處理的情況，它具有明顯的主路徑和多個(gè)較弱的間接路徑。

5.多徑衰落環(huán)境下的信號(hào)接收

● 選用適當(dāng)?shù)姆旨夹g(shù)與合并處理

● 自適應(yīng)均衡

● 前向糾錯(cuò)編碼

● 高性能傳輸技術(shù)———如TCM，復(fù)合編碼，OFDM等

電波在自由空間傳播的損耗公式為：

Lbs(dB) = 32.45 + 20lgf(MHz) + 20lgd(km)

式中，Lbs為自由空間的路徑傳播損耗，它與收發(fā)天線增益Gr、Gt無(wú)關(guān)，僅與傳輸路徑有關(guān)。如果將其他參數(shù)保持不變，僅使工作頻率f(或傳輸距離d)提高一倍，則其自由空間的路徑損耗就增加6dB。

對(duì)于WLAN，工作在2.4GHz，在自由空間中傳播損耗為(f = 2400MHz)：

Lbs = 100 + 20lgd(km)

Lbs = 100 + 20lgd(km)

距離(m) 1 5 20 30 40 50 80 100

損耗(dB) 40 54 66 70 72 74 78 80

而實(shí)際中，電波還要受到諸如地面的吸收、反射、障礙物的阻擋等影響。在室內(nèi)的障礙物通常為墻壁、隔斷、地板等。障礙物對(duì)電波的阻擋效果與障礙物的結(jié)構(gòu)有關(guān)，木質(zhì)結(jié)構(gòu)的損耗為5dB，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的損耗為25dB。

以型號(hào)FH-AP2400的無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)設(shè)備和FH-325的無(wú)線PCMCIA網(wǎng)卡為例，分析AP在室內(nèi)覆蓋范圍的大小。

為分析簡(jiǎn)單起見(jiàn)，只考慮空間傳播和障礙物(墻壁、隔斷、地板)阻擋對(duì)電波的損耗。下表列出了電波通過(guò)不同的障礙物后FH-AP2400(ISP)的有效覆蓋距離。

上表的數(shù)據(jù)是根據(jù)AP工作在11Mbps時(shí)的靈敏度計(jì)算得到的。當(dāng)AP工作在更低的速率(5.5/2/1Mbps)時(shí)，有效覆蓋距離還可以更大。

以上便是此次小編帶來(lái)的“數(shù)據(jù)通信”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)數(shù)據(jù)通信的傳輸損耗具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!