無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)天線與傳播

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)天線與傳播第一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日IntroductionAnantennaisanelectricalconductororsystemofconductorsTransmission-radiateselectromagneticenergyintospaceReception-collectselectromagneticenergyfromspaceIntwo-waycommunication,thesameantennacanbeusedfortransmissionandreception第二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日RadiationPatternsRadiationpatternGraphicalrepresentationofradiationpropertiesofanantennaDepictedastwo-dimensionalcrosssectionBeamwidth(orhalf-powerbeamwidth)

MeasureofdirectivityofantennaReceptionpatternReceivingantenna’sequivalenttoradiationpattern第三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日TypesofAntennasIsotropicantenna(idealized)RadiatespowerequallyinalldirectionsDipoleantennasHalf-wavedipoleantenna(orHertzantenna)Quarter-waveverticalantenna(orMarconiantenna)ParabolicReflectiveAntenna第四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日AntennaGain AntennagainPoweroutput,inaparticulardirection,comparedtothatproducedinanydirectionbyaperfectomnidirectionalantenna(isotropicantenna)EffectiveareaRelatedtophysicalsizeandshapeofantenna第五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日AntennaGainRelationshipbetweenantennagainandeffectiveareaG=antennagainAe

=effectiveareaf=carrierfrequencyc=speedoflight(?3′108m/s)=carrierwavelength第六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PropagationModesGround-wavepropagationSky-wavepropagationLine-of-sightpropagation第七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日GroundWavePropagation第八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日GroundWavePropagationFollowscontouroftheearthCanPropagateconsiderabledistancesFrequenciesupto2MHzExampleAMradio第九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日SkyWavePropagation第十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日SkyWavePropagationSignalreflectedfromionizedlayerofatmospherebackdowntoearthSignalcantravelanumberofhops,backandforthbetweenionosphereandearth’ssurfaceReflectioneffectcausedbyrefractionExamplesAmateurradioCBradio第十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日Line-of-SightPropagation第十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日Line-of-SightPropagationTransmittingandreceivingantennasmustbewithinlineofsightSatellitecommunication–signalabove30MHznotreflectedbyionosphereGroundcommunication–antennaswithineffectivelineofsiteduetorefractionRefraction–bendingofmicrowavesbytheatmosphereVelocityofelectromagneticwaveisafunctionofthedensityofthemediumWhenwavechangesmedium,speedchangesWavebendsattheboundarybetweenmediums第十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日Line-of-SightEquationsOpticallineofsightEffective,orradio,lineofsightd=distancebetweenantennaandhorizon(km)h=antennaheight(m)K=adjustmentfactortoaccountforrefraction,ruleofthumbK=4/3第十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日Line-of-SightEquationsMaximumdistancebetweentwoantennasforLOSpropagation:h1=heightofantennaoneh2=heightofantennatwo第十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日LOSWirelessTransmissionImpairmentsAttenuationandattenuationdistortionFreespacelossNoiseAtmosphericabsorptionMultipathRefractionThermalnoise第十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日AttenuationStrengthofsignalfallsoffwithdistanceovertransmissionmediumAttenuationfactorsforunguidedmedia:ReceivedsignalmusthavesufficientstrengthsothatcircuitryinthereceivercaninterpretthesignalSignalmustmaintainalevelsufficientlyhigherthannoisetobereceivedwithouterrorAttenuationisgreaterathigherfrequencies,causingdistortion第十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日FreeSpaceLossFreespaceloss,idealisotropicantennaPt=signalpowerattransmittingantennaPr=signalpoweratreceivingantenna=carrierwavelengthd=propagationdistancebetweenantennasc=speedoflight(?3′108m/s)wheredandareinthesameunits(e.g.,meters)第十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日FreeSpaceLossFreespacelossequationcanberecast:第十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日FreeSpaceLossFreespacelossaccountingforgainofotherantennasGt=gainoftransmittingantennaGr=gainofreceivingantennaAt=effectiveareaoftransmittingantennaAr=effectiveareaofreceivingantenna第二十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日FreeSpaceLossFreespacelossaccountingforgainofotherantennascanberecastas第二十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日CategoriesofNoiseThermalNoiseIntermodulationnoiseCrosstalkImpulseNoise第二十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ThermalNoiseThermalnoiseduetoagitationofelectronsPresentinallelectronicdevicesandtransmissionmediaCannotbeeliminatedFunctionoftemperatureParticularlysignificantforsatellitecommunication第二十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ThermalNoiseAmountofthermalnoisetobefoundinabandwidthof1Hzinanydeviceorconductoris:N0=noisepowerdensityinwattsper1Hzofbandwidthk=Boltzmann'sconstant=1.3803′10-23J/KT=temperature,inkelvins(absolutetemperature)第二十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ThermalNoiseNoiseisassumedtobeindependentoffrequencyThermalnoisepresentinabandwidthofBHertz(inwatts):or,indecibel-watts第二十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日NoiseTerminologyIntermodulationnoise–occursifsignalswithdifferentfrequenciessharethesamemediumInterferencecausedbyasignalproducedatafrequencythatisthesumordifferenceoforiginalfrequenciesCrosstalk–unwantedcouplingbetweensignalpathsImpulsenoise–irregularpulsesornoisespikesShortdurationandofrelativelyhighamplitudeCausedbyexternalelectromagneticdisturbances,orfaultsandflawsinthecommunicationssystem第二十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ExpressionEb/N0RatioofsignalenergyperbittonoisepowerdensityperHertzThebiterrorratefordigitaldataisafunctionofEb/N0GivenavalueforEb/N0toachieveadesirederrorrate,parametersofthisformulacanbeselectedAsbitrateRincreases,transmittedsignalpowermustincreasetomaintainrequiredEb/N0第二十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日OtherImpairmentsAtmosphericabsorption–watervaporandoxygencontributetoattenuationMultipath–obstaclesreflectsignalssothatmultiplecopieswithvaryingdelaysarereceivedRefraction–bendingofradiowavesastheypropagatethroughtheatmosphere第二十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日MultipathPropagation第二十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日MultipathPropagationReflection-occurswhensignalencountersasurfacethatislargerelativetothewavelengthofthesignalDiffraction-occursattheedgeofanimpenetrablebodythatislargecomparedtowavelengthofradiowaveScattering–occurswhenincomingsignalhitsanobjectwhosesizeintheorderofthewavelengthofthesignalorless第三十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日TheEffectsofMultipathPropagationMultiplecopiesofasignalmayarriveatdifferentphasesIfphasesadddestructively,thesignallevelrelativetonoisedeclines,makingdetectionmoredifficultIntersymbolinterference(ISI)Oneormoredelayedcopiesofapulsemayarriveatthesametimeastheprimarypulseforasubsequentbit第三十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日TypesofFadingFastfadingSlowfadingFlatfadingSelectivefadingRayleighfadingRicianfading第三十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ErrorCompensationMechanismsForwarderrorcorrectionAdaptiveequalizationDiversitytechniques第三十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ForwardErrorCorrectionTransmitteraddserror-correctingcodetodatablockCodeisafunctionofthedatabitsReceivercalculateserror-correctingcodefromincomingdatabitsIfcalculatedcodematchesincomingcode,noerroroccurredIferror-correctingcodesdon’tmatch,receiverattemptstodeterminebitsin