無線通信中的那些專業術語(上篇)

2020-11-28 騰訊網

1、香農定理

類比：城市道路上的汽車的車速和什麼有關係？和道路的寬度有關係，和自己車的動力有關係，也其他幹擾因素有關係（如：車量的多少和紅燈的數量）。

香農定理是所有通信制式最基本的原理。 C=Blog2(1＋S/N)： 其中C是可得到的鏈路速度，B是鏈路的帶寬，S是平均信號功率,N是平均噪聲功率，S/N即信噪比。香農定理給出了鏈路速度上限(比特每秒（bps）)和 鏈路信噪比及帶寬的關係。香農定理可以解釋3G各種制式由於帶寬不同，所支持的單載波最大吞吐量的不同

2、趨膚效應

類比：下大雨後，農村的土路上中間積滿了水，大家只好沿著路邊排隊通過。路的有效通過面積由於積水而減少，影響了人們的出行效率。

由於導體內部的感抗對交流電的阻礙作用比表面更大，交流電通過導體時,各部分的電流密度不均勻,導體表面電流密度大（減少了截面積，增大了損耗）,這種現 象稱為趨膚效應.交流電的頻率越高,趨膚效應越顯著,頻率高到一定程度,可以認為電流完全從導體表面流過.實際應用：空心導線代替實心導線，節約材料；在 高頻電路中使用多股相互絕緣細導線編織成束來削弱趨膚效應。

3、都卜勒效應

實例：當警車的警報聲、賽車的發動機以一定的速度接近我們的時候,聲音會比平常更刺耳.離我們遠去的時候，聲音會緩和一些；同樣的道理，你可以在火車經過時聽出刺耳聲的變化，說明了都卜勒效應的存在。

都卜勒效應指出，波在波源移向觀察者時接收頻率變高，而在波源遠離觀察者時接收頻率變低。在移動通信中，當移動臺移向基站時，頻率變高，遠離基站時，頻率 變低。天文學家哈勃應用都卜勒效應得出宇宙正在膨脹的結論。醫學上應用都卜勒效應來對血液循環過程中供氧情況，血管粥樣硬化的等情況作出判斷。

4、多徑效應

類比：大家小時候都玩過泥土，在一個小土堆的頂端倒水，水從四處流開，很多水都滲在土裡或者流到不同方向損失掉了，有部分水流通過不同路徑、不同時間匯到一個低洼的地方。

無線電波的多徑效應是指信號從發射端到接收端常有許多時延不同、損耗各異的傳輸路徑，可以是直射、反射或是繞射，不同路徑的相同信號在接受端疊加就會增大或減小接收信號的能量的現象。

5、菲涅爾區

類比：有時候，我感覺人的眼睛的最有效的視力範圍也是一個橢球體。橢球體之外的東西雖然也能看到，但是已經不是特別的清晰。一個訓練有素的射擊運動員，他的有效視力範圍一定集中在他和目標的半徑非常小的橢球體內。

應用：在無線站址勘測的時候，一定要注意覆蓋範圍 是否有大於菲涅爾半徑的阻擋物。尤其是大的廣告牌，高樓等障礙物。

菲涅爾區是一個橢球體，收發天線位於橢球的兩個焦點上。這個橢球體的半徑就是第一菲涅爾半徑。在自由空間，從發射點輻射到接收點的電磁能量主要是通過第一 菲涅爾區傳播的，只要第一菲涅爾區不被阻擋，就可以獲得近似自由空間的傳播條件。為保證系統正常通信，收發天線架設的高度要滿足使它們之間的障礙物儘可能 不超過其菲涅爾區的20％，否則電磁波多徑傳播就會產生不良影響，導致通信質量下降，甚至中斷通信。

6、陰影效應

類比：和煦的陽光普照大地的時候，樹木、房屋就有影子，這個影子不是完全的黑暗，是一種強度減弱很多的光。

在傳播路徑上，無線電波遇到地形不平、高低不等的建築物、高大的樹木等障礙物的阻擋時，在阻擋物的後面，會形成電波信號場強較弱的陰影區。這個現象就叫做陰影效應。

7、相干時間

類比：穿著相同、長相相似的雙胞胎兄弟同一時間並排出現，一般人難以區分。如果他們肩並肩同一動作照相，好像一個人照得有重影，看的人以為自己眼花了。

相干時間就是信道保持恆定的最大時間差範圍，發射端的同一信號在相干時間之內到達接收端，信號的衰落特性完全相似，接收端認為是一個信號。如果該信號的自 相關性不好，還可能引入幹擾，類似照相照出重影讓人眼花繚亂。從發射分集的角度來理解：時間分集要求兩次發射的時間要大於信道的相干時間，即如果發射時間 小於信道的相干時間，則兩次發射的信號會經歷相同的衰落，分集抗衰落的作用就不存在了。TD-SCDMA每個chip為時間長度為0.78us，也就是碼 片之間的相干時間是0.78us，同一信號通過不同路逕到達接收端的碼片超過這個時間，就有多徑分集的效果；否則，形成自幹擾。

8、相干帶寬（1/相干時間）

類比：在城市繁忙的交通幹線上，有一段路的一半正在整修。由於道路由寬變細，來往車輛的速度就需要慢下來，有的車被擠到了自行車道上，還有的車索性繞道。

相干帶寬是表徵多徑信道特性的一個重要參數，它是指某一特定的頻率範圍，在該頻率範圍內的任意兩個頻率分量都具有很強的幅度相關性，即在相干帶寬範圍內， 多徑信道具有恆定的增益和線性相位。在無線通信系統中，如果信號的帶寬小於信道的相干帶寬，則接收信號會經歷平坦衰落過程，此時發送信號的頻譜特性在接收 機內仍能保持不變。如果信號的帶寬大於信道的相干帶寬，則接收信號會經歷頻率選擇性衰落，此時接收信號的某些頻率比其他分量獲得了更大的增益，使接收信號 產生了失真，從而引起符號間幹擾。

9、赫茲

插曲：比赫茲實驗早七年，一位叫戴維的人也接收到了電磁波信號，他隨即向英國皇家協會會長斯託克斯匯報，但斯託克斯認為這只是普通的電磁感應現象，戴維過於迷信權威，對於這一天賜良機未與重視，使發現被埋沒了。

赫茲，德國物理學家，赫茲對人類最偉大的貢獻是用實驗證實了電磁波的存在。1888年1月，赫茲將自己的研究成果總結在《論動電效應的傳播速度》一文中。 赫茲實驗公布後，轟動了全世界的科學界。由法拉第開創，麥克斯韋總結的電磁理論，至此才取得決定性的勝利。為了紀念赫茲，國際單位制中頻率的單位定義為赫 茲，它是每秒中的周期性變動重複次數的計量。

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