无线传感网络-无线电基础

1. 有线和无线传输

   1.1有线传输的优点：

   有线传输的技术已经相当成熟，相比较无线传输来说，组建更为容易，配套设施更加完善。有线传输技术已将开始尝试对人工智能、自动化控制等方面的技术进行应用, 以实现信息数据的自动化智能处理, 而未来有线传输技术也必将向着这一方向继续发展。

   1.2无线传输的优点：

   无线数据传输只需保持传输模块的数量，一旦发生故障,可以迅速找出原因，恢复线路的正常运行。无线数据传输只需将新设备和无线号码传输无线电连接，即可实现系统的扩展，具有较好的可扩展性。

   1.3有线传输的缺点：

   沿途需要检查有线通信链路的维护情况，故障发生时通常很难找到故障点。用户设置通信网络后，由于系统的需求，通常会添加新设备，使用有线传输可能需要重新布线。

   1.4无线传输的缺点：

   由于采用微波传输，频段在1GHz以上，传输环境是开放的空间，如果在大城市使用，无线电波比较复杂，相对容易受外界电磁干扰。微波信号为直线传输，中间不能有山体、建筑物遮挡；如果有障碍物，需要加中继加以解决，Ku波段受天气影响较为严重，尤其是雨雪天气会有比较严重的雨衰现象。

2. 许可与免授权频段

    

    

•授权带

 •蜂窝系统操作1GHz左右 

•PCS 和 WLANs 操作2GHz左右 

•WLAN 在5GHz左右 

•LMDS (本地多点分配业务) 在28-60GHz之间

 •IR (红外线) 用于光通信

•免授权频段

 •ISM (工业，科学和医疗) 频段 

U-NII (未许可国家信息基础设施) 频段在1997年被释放，免授权频段PCS于1994年被释放

  3.移动通信频率

•VHF-/UHF-移动无线范围 •简单, 小天线汽车 •确定的传播特性, 可靠的连接 

•SHF 及更高为定向无线链路, 卫星通信 •小天线, 专注重点 •提供大带宽 

•无线局域网使用的频率为频谱UHF到SHF  •某些系统计划到 EHF •限制是由于水和水分子的吸收 （共振频率） •强降雨等天气造成的衰落和信号损失

WRC世界无线电大会管理全球频段，当然你可以不按照标准来，emmm，不按照标准来的我们称之为流氓频段，有些场景下会触犯我国法律法规。

3.2速度，频率和波长

光速 (c) = 波长(l) *频率(f)

 

系统	频率	波长
AC交流电	60   Hz	5,000   km
FM   收音机	100   MHz	3   m
蜂窝	800   MHz	37.5   cm
Ka   波段卫星	20   GHz	15   mm
紫外线	1015   Hz	10-7   m

3.3波的类型

3.4传播机制

一般认为，无线通信中影响传播有三种基本的电波传播机制，分别是：反射、折射和绕射。接收功率是基于反射、绕射、散射的大尺度传播预测模型的最重要的参数。在无线通信中，卫星通信通常依赖自由空间传输（视距传输）。但是在地面无线通信中，由于发射机与接收机之间通常不存在直接的视距路径，因此地面无线通信主要依靠的是反射和绕射。

①反射

反射发生在地面以及建筑物的表面，当电磁波遇到比其波长大得多的物体时就会发生反射。

②绕射

当接收机与发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡的时候会发生绕射。通常指电磁波围绕各种建筑物或是山脉等地形，以及通过各种树木所产生的偏移。

③散射

散射产生于粗糙表面、小物体或其它不规则的物体。在无线电波传输的过程中，树叶、街道标志、灯柱等都会引起散射。

 两径模型

①电磁波反射

电磁波的反射发生在不同物体界面上，这些界面可能规则也可能不规则，可能平滑也可能粗糙。为了简化，我们考虑反射表面都是平滑的，也称为理想介质表面。电磁波通过理想介质表面后反射，电磁波的能量会全波反射回来。

②两径传播模型

无线通信的传播环境是非常复杂的，实际上由于众多的反射波的存在，接收端收到的是大量多径信号的叠加。为了使问题简化，我们首先考虑两径传播的情况，再研究多径传播问题。

4.天线

•电装置  

  •天线是一个电动的导体或者导体系统  

     •传输 - 向空间辐射电磁能 

     •前端- 从空间收集电磁能量 

      •在双向通信中，同一天线既可用于发送也可用于接收 

•天线的类型  

   •全向天线（理想） 

       •向天线的各个方向均匀辐射功率

    •偶极天线

        •半波偶极子天线（或赫兹天线） 

        •四分之一波长垂直天线(或马可尼天线)

 •抛物面反射天线

然后知识太多，贴一个百度百科链接https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%A9%E7%BA%BF/790545?fr=aladdin，其实大概了解一下就行了，毕竟不是学通信工程的。

然后提一个多普勒频移

•基站传送信号频率为 f, 我们在移动终端每隔t接收到的信号的频率为f+v(t).

 •v(t)  是多普勒频移定义如下：