這是一篇來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的非常經(jīng)典的一篇老文，原作者不詳，但非常值得一讀！

香農(nóng)定理

類比：城市道路上的汽車的車速和什么有關(guān)系？和道路的寬度有關(guān)系，和自己車的動(dòng)力有關(guān)系，也其他干擾因素有關(guān)系（如：車量的多少和紅燈的數(shù)量）。

香農(nóng)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(hào)功率,N是平均噪聲功率，S/N即信噪比。香農(nóng)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(guān)系。香農(nóng)定理可以解釋3G各種制式由于帶寬不同，所支持的單載波最大吞吐量的不同

趨膚效應(yīng)

類比：下大雨后，農(nóng)村的土路上中間積滿了水，大家只好沿著路邊排隊(duì)通過(guò)。路的有效通過(guò)面積由于積水而減少，影響了人們的出行效率。

由于導(dǎo)體內(nèi)部的感抗對(duì)交流電的阻礙作用比表面更大，交流電通過(guò)導(dǎo)體時(shí),各部分的電流密度不均勻,導(dǎo)體表面電流密度大（減少了截面積，增大了損耗）,這種現(xiàn) 象稱為趨膚效應(yīng).交流電的頻率越高,趨膚效應(yīng)越顯著,頻率高到一定程度,可以認(rèn)為電流完全從導(dǎo)體表面流過(guò).實(shí)際應(yīng)用：空心導(dǎo)線代替實(shí)心導(dǎo)線，節(jié)約材料；在 高頻電路中使用多股相互絕緣細(xì)導(dǎo)線編織成束來(lái)削弱趨膚效應(yīng)。

相干時(shí)間

類比：穿著相同、長(zhǎng)相相似的雙胞胎兄弟同一時(shí)間并排出現(xiàn)，一般人難以區(qū)分。如果他們肩并肩同一動(dòng)作照相，好像一個(gè)人照得有重影，看的人以為自己眼花了。

相干時(shí)間就是信道保持恒定的最大時(shí)間差范圍，發(fā)射端的同一信號(hào)在相干時(shí)間之內(nèi)到達(dá)接收端，信號(hào)的衰落特性完全相似，接收端認(rèn)為是一個(gè)信號(hào)。如果該信號(hào)的自 相關(guān)性不好，還可能引入干擾，類似照相照出重影讓人眼花繚亂。從發(fā)射分集的角度來(lái)理解：時(shí)間分集要求兩次發(fā)射的時(shí)間要大于信道的相干時(shí)間，即如果發(fā)射時(shí)間 小于信道的相干時(shí)間，則兩次發(fā)射的信號(hào)會(huì)經(jīng)歷相同的衰落，分集抗衰落的作用就不存在了。TD-SCDMA每個(gè)chip為時(shí)間長(zhǎng)度為0.78us，也就是碼 片之間的相干時(shí)間是0.78us，同一信號(hào)通過(guò)不同路徑到達(dá)接收端的碼片超過(guò)這個(gè)時(shí)間，就有多徑分集的效果；否則，形成自干擾。

相干帶寬（1/相干時(shí)間）

類比：在城市繁忙的交通干線上，有一段路的一半正在整修。由于道路由寬變細(xì)，來(lái)往車輛的速度就需要慢下來(lái)，有的車被擠到了自行車道上，還有的車索性繞道。

相干帶寬是表征多徑信道特性的一個(gè)重要參數(shù)，它是指某一特定的頻率范圍，在該頻率范圍內(nèi)的任意兩個(gè)頻率分量都具有很強(qiáng)的幅度相關(guān)性，即在相干帶寬范圍內(nèi)， 多徑信道具有恒定的增益和線性相位。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，如果信號(hào)的帶寬小于信道的相干帶寬，則接收信號(hào)會(huì)經(jīng)歷平坦衰落過(guò)程，此時(shí)發(fā)送信號(hào)的頻譜特性在接收 機(jī)內(nèi)仍能保持不變。如果信號(hào)的帶寬大于信道的相干帶寬，則接收信號(hào)會(huì)經(jīng)歷頻率選擇性衰落，此時(shí)接收信號(hào)的某些頻率比其他分量獲得了更大的增益，使接收信號(hào) 產(chǎn)生了失真，從而引起符號(hào)間干擾。

功率控制

類比：當(dāng)想把走在你前面的朋友張華叫住，你喊一聲他的名字：“喂，張華！”發(fā)現(xiàn)他沒(méi)聽著，你還會(huì)再提高嗓門喊他的名字。如果張華已經(jīng)聽到你的聲音，他告訴你：“你小聲點(diǎn)，把別人嚇著?！?，你就會(huì)降低聲音和他說(shuō)話。

功率控制能保證每個(gè)用戶所發(fā)射功率到達(dá)基站礎(chǔ)保持最小，既能符合最低的通信要求，同時(shí)又避免對(duì)其他用戶信號(hào)產(chǎn)生不必要的干擾，使系統(tǒng)容量最大化。當(dāng)手機(jī)在 小區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，它的發(fā)射功率需要進(jìn)行變化.當(dāng)它離基站較近時(shí)，需要降低發(fā)射功率，減少對(duì)其它用戶的干擾，當(dāng)它離基站較遠(yuǎn)時(shí)，就應(yīng)該增加功率，克服增加了的 路徑衰耗.

麥克斯韋方程組

趣 聞：麥克斯韋后期的生活充滿了煩惱。他的學(xué)說(shuō)沒(méi)有人理解，妻子又久病不愈。這雙重的不幸，壓得他精疲力盡。為了看護(hù)妻子，他曾經(jīng)整整三個(gè)星期沒(méi)有在床上睡 過(guò)覺(jué)。盡管這樣，他的講演，他的實(shí)驗(yàn)室工作，卻從來(lái)沒(méi)有中斷過(guò)。1879年是麥克斯韋生命的最后一年，他仍然堅(jiān)持不懈地宣傳電磁理論。這時(shí)，他的講座只有 兩個(gè)聽眾。一個(gè)是美國(guó)來(lái)的研究生，另一個(gè)就是后來(lái)發(fā)明電子管的弗萊明?？諘绲碾A梯教室里，只在頭排坐著兩個(gè)學(xué)生。麥克斯韋夾著講義，照樣步履堅(jiān)定地走上講 臺(tái)，他面孔消瘦，表情嚴(yán)肅而莊重。仿佛他不是在向兩個(gè)聽眾，而是在向全世界解釋自己的理論。1879年11月5日，麥克斯韋患癌癥去世，終年只有49歲。他的功績(jī)，在他活著的時(shí)候卻沒(méi)有得到人們重視。在赫茲證明了電磁波存在以后才公認(rèn)他是“牛頓以后世界上最偉大的數(shù)學(xué)物理學(xué)家”。

麥克斯韋方程組Maxwell's equations描述電場(chǎng)與磁場(chǎng)的四個(gè)基本方程，其中：

No.1 方程：描述了電場(chǎng)的性質(zhì)。在一般情況下，電場(chǎng)可以是庫(kù)侖電場(chǎng)也可以是變化磁場(chǎng)激發(fā)的感應(yīng)電場(chǎng)，而感應(yīng)電場(chǎng)是渦旋場(chǎng)，它的電位移線是閉合的，對(duì)封閉曲面的通量無(wú)貢獻(xiàn)。

No.2 方程：描述了磁場(chǎng)的性質(zhì)。磁場(chǎng)可以由傳導(dǎo)電流激發(fā)，也可以由變化電場(chǎng)的位移電流所激發(fā)，它們的磁場(chǎng)都是渦旋場(chǎng)，磁感應(yīng)線都是閉合線，對(duì)封閉曲面的通量無(wú)貢獻(xiàn)。

No.3 方程：描述了變化的磁場(chǎng)激發(fā)電場(chǎng)的規(guī)律。

No.4 方程：描述了變化的電場(chǎng)激發(fā)磁場(chǎng)的規(guī)律。

電磁波

Electromagnetic wave（應(yīng)該是第一個(gè)講的無(wú)線詞匯）

趣聞：英國(guó)曾有2400萬(wàn)只“家養(yǎng)”麻雀。這些麻雀都在房屋閣樓處做窩，每天在各家花園內(nèi)嬉戲，成為英國(guó)一道風(fēng)景線。然而，近年來(lái)，英國(guó)麻雀數(shù)量突然急劇減少。英國(guó)科學(xué)家對(duì)此百思不得其解。有人認(rèn)為是貓吃了麻雀，有人認(rèn)為是無(wú)鉛汽油影響了蟲子的生存，而麻雀就靠這種蟲子喂養(yǎng)小麻雀，還有人認(rèn)為是建筑閣樓被 封閉，使得麻雀無(wú)法做窩。最近，英國(guó)的科學(xué)家和動(dòng)物學(xué)家指出，手機(jī)發(fā)出的電磁波是造成麻雀失蹤的罪魁禍?zhǔn)住Ｓ?guó)人從1994年開始大量使用手機(jī)。正是在這 些年中，英國(guó)麻雀開始大量減少。研究表明，電磁波影響麻雀的方向感。麻雀依靠地球磁場(chǎng)來(lái)辨別方向。而電磁波會(huì)干擾麻雀找路的能力，從而使其迷失方向。研究 還表明，電磁波還可影響動(dòng)物的精子數(shù)量和排卵功能。

電磁波是電磁場(chǎng)的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)。電與磁可說(shuō)是一體兩面，電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變動(dòng)的磁場(chǎng)則會(huì)產(chǎn)生電流。變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)構(gòu)成了一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場(chǎng)。在低頻的電振蕩中，磁電之間的相互變化比較緩慢，其能量幾乎全部返回原電路而沒(méi)有能量輻射出去；在高頻率的電振蕩中，磁電互變甚快，能量不可能全部返回原 振蕩電路，于是電能、磁能隨著電場(chǎng)與磁場(chǎng)的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去，不需要介質(zhì)也能向外傳遞能量，這就是一種輻射。電磁波是能量的一種，凡 是高于絕對(duì)零度的物體，都會(huì)釋出電磁波。除光波外，人們看不見無(wú)處不在的電磁波

多普勒效應(yīng)

Doppler effect

實(shí)例：當(dāng)警車的警報(bào)聲、賽車的發(fā)動(dòng)機(jī)以一定的速度接近我們的時(shí)候,聲音會(huì)比平常更刺耳.離我們遠(yuǎn)去的時(shí)候，聲音會(huì)緩和一些；同樣的道理，你可以在火車經(jīng)過(guò)時(shí)聽出刺耳聲的變化，說(shuō)明了多普勒效應(yīng)的存在。

多普勒效應(yīng)指出，波在波源移向觀察者時(shí)接收頻率變高，而在波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)接收頻率變低。在移動(dòng)通信中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移向基站時(shí)，頻率變高，遠(yuǎn)離基站時(shí)，頻率 變低。天文學(xué)家哈勃應(yīng)用多普勒效應(yīng)得出宇宙正在膨脹的結(jié)論。醫(yī)學(xué)上應(yīng)用多普勒效應(yīng)來(lái)對(duì)血液循環(huán)過(guò)程中供氧情況，血管粥樣硬化的等情況作出判斷。

多徑效應(yīng)

類比：大家小時(shí)候都玩過(guò)泥土，在一個(gè)小土堆的頂端倒水，水從四處流開，很多水都滲在土里或者流到不同方向損失掉了，有部分水流通過(guò)不同路徑、不同時(shí)間匯到一個(gè)低洼的地方。

無(wú)線電波的多徑效應(yīng)是指信號(hào)從發(fā)射端到接收端常有許多時(shí)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(hào)在接受端疊加就會(huì)增大或減小接收信號(hào)的能量的現(xiàn)象

白噪聲

類比：當(dāng)舊的用電設(shè)備如收音機(jī)打開后，可能聽到“嗡嗡”的聲音；

白噪聲是指功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)均勻分布的噪聲。所有頻率具有相同能量的隨機(jī)噪聲稱為白噪聲。從我們耳朵的頻率響應(yīng)聽起來(lái)它是非常明亮的“咝”聲。白噪聲是一種功率頻譜密度為常數(shù)的隨機(jī)信號(hào)或隨機(jī)過(guò)程。此信號(hào)在各個(gè)頻段上的功率是一樣的，理想的白噪聲具有無(wú)限帶寬，因而其能量是無(wú)限大，這在現(xiàn)實(shí)世界是不可能存在的，但這讓我們?cè)跀?shù)學(xué)分析上更加方便。一 般，只要一個(gè)噪聲過(guò)程所具有的頻譜寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它所作用系統(tǒng)的帶寬，并且在該帶寬中其頻譜密度基本上可以作為常數(shù)來(lái)考慮，就可以把它作為白噪聲來(lái)處理。熱 噪聲可以認(rèn)為是白噪聲。

高斯白噪聲（及瑞利分布）

類比：熱噪聲和散粒噪聲是高斯白噪聲。

高斯白噪聲：如果一個(gè)噪聲，它的幅度分布服從高斯分布，而它的功率譜密度又是均勻分布的，則稱它為高斯白噪聲。兩個(gè)正交高斯噪聲信號(hào)之和的包絡(luò)服從瑞利分 布。幅度服從高斯分布就是其幅度概率密度分布以均值為軸對(duì)稱，在均值處最大，在一個(gè)方差處為曲線拐點(diǎn)。高斯噪聲的線性組合仍是高斯噪聲。對(duì)獨(dú)立的噪聲源產(chǎn) 生的噪聲求和時(shí), 可按功率直接相加。

赫茲

插曲：比赫茲實(shí)驗(yàn)早七年，一位叫戴維的人也接收到了電磁波信號(hào)，他隨即向英國(guó)皇家協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)斯托克斯匯報(bào)，但斯托克斯認(rèn)為這只是普通的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，戴維過(guò)于迷信權(quán)威，對(duì)于這一天賜良機(jī)未與重視，使發(fā)現(xiàn)被埋沒(méi)了。

赫茲，德國(guó)物理學(xué)家，赫茲對(duì)人類最偉大的貢獻(xiàn)是用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。1888年1月，赫茲將自己的研究成果總結(jié)在《論動(dòng)電效應(yīng)的傳播速度》一文中。赫茲實(shí)驗(yàn)公布后，轟動(dòng)了全世界的科學(xué)界。由法拉第開創(chuàng)，麥克斯韋總結(jié)的電磁理論，至此才取得決定性的勝利。為了紀(jì)念赫茲，國(guó)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(dòng)重復(fù)次數(shù)的計(jì)量。

繞射

類比：見“直射波”

當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的無(wú)線路徑被尖利的邊緣阻擋時(shí)，無(wú)線電波繞過(guò)障礙物而傳播的現(xiàn)象稱為繞射。繞射時(shí)，波的路徑發(fā)生了改變或彎曲。由阻擋表面產(chǎn)生的二次波散布于空間，甚至于阻擋體的背面。繞射損耗是各種障礙物對(duì)無(wú)線電波傳輸所引起的損耗 。

直射波

Direct Wave

類比：在臺(tái)球這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中，很多規(guī)律很像電磁波的規(guī)律。假若直接撞擊球中心打出去的時(shí)候假使沒(méi)有任何阻擋，球?qū)⒀刂本€運(yùn)行；如果打出的球碰到的臺(tái)邊，它就按 照反射角等入射角的規(guī)律運(yùn)行；假若母球和另一個(gè)球相切，根據(jù)力度和方向，它可以繞過(guò)視距內(nèi)球，很像繞射；假設(shè)在一個(gè)范圍內(nèi)的很多球的彼此間距不超過(guò)一個(gè) 球，當(dāng)母球打到這些球中間，會(huì)激起很多球向不同方向運(yùn)動(dòng)，很像散射。

感悟：大自然的很多事情最根本的規(guī)律是相通的。這就是道可道的原因。但我們道出來(lái)的規(guī)律又總感覺(jué)有些欠缺，又是“非常道”。最根本的道只能去悟。

由發(fā)射天線沿直線到達(dá)接收點(diǎn)的無(wú)線電波，被稱為直射波。自由空間電波傳播是電波在真空中的傳播，是一種理想傳播條件。電波在自由空間傳播時(shí)，可以認(rèn)為是直射波傳播，其能量既不會(huì)被障礙物吸收，也不會(huì)產(chǎn)生反射或散射。

反射波

Reflection wave

類比：見“直射波”

應(yīng)用：在高速鐵路無(wú)線覆蓋選站的時(shí)候，要關(guān)注無(wú)線電波的入射角問(wèn)題。備選站址不能太遠(yuǎn)，否則入射角太大，進(jìn)入車廂內(nèi)的折射能力就減少。一般都選取離鐵路100米左右的站址（還需考慮其他因素，以后說(shuō)）。

無(wú)線信號(hào)是通過(guò)地面或其他障礙物反射到達(dá)接收點(diǎn)的，稱為反射波。反射發(fā)生于地球表面、建筑物和墻壁表面。反射波是在兩種密度不同的傳播媒介的分界面中才會(huì) 發(fā)生，分界面媒質(zhì)密度差越大，波的反射量越大，折射量越小。波的入射角越小，反射量越小，折射量越大。直射波和反射波合稱為空間波。

散射波

Scattered Wave

類比：不久前看到一起車禍，很多車輛在行駛，彼此間距不足以再穿過(guò)一個(gè)車?？墒呛竺嬗袀€(gè)車沒(méi)有任何減速的從后面沖到眾多車輛中間，現(xiàn)況慘不忍睹。

當(dāng)無(wú)線電波穿行的介質(zhì)中存在小于波長(zhǎng)的物體，且單位體積內(nèi)阻擋體的個(gè)數(shù)非常巨大時(shí)，發(fā)生散射；散射波產(chǎn)生于粗糙表面，小物體或其他不規(guī)則物體。在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，樹葉、街道標(biāo)志和燈柱等會(huì)引發(fā)散射。

非視距傳輸

nLOS,Non Line of Sight

趣事：在工科大學(xué)讀書的時(shí)候，女生很少，大家對(duì)女性的生活感到非常神秘。幸運(yùn)的是，和我們男生宿舍樓成直角的就是一個(gè)女生宿舍樓，而且水房就在靠近男生樓 這一端。夏天的時(shí)候，只能聽到水聲，卻看不到。一個(gè)同學(xué)說(shuō)：“哎，可惜是非視距傳輸?！边^(guò)了不多久，就發(fā)現(xiàn)該同學(xué)很創(chuàng)意般的在不遠(yuǎn)的墻上裝了一個(gè)反射鏡， 此君用望遠(yuǎn)鏡每天看半小時(shí)。最終被女生發(fā)現(xiàn)。

無(wú)線信號(hào)從發(fā)射點(diǎn)到接收端有障礙物阻擋，不能沿直線進(jìn)行傳播，叫做非視距傳輸。非視距傳輸?shù)臒o(wú)線傳播損耗比視距傳輸要增加很多。

菲涅爾區(qū)

Fresnel Zone

類比：有時(shí)候，我感覺(jué)人的眼睛的最有效的視力范圍也是一個(gè)橢球體。橢球體之外的東西雖然也能看到，但是已經(jīng)不是特別的清晰。一個(gè)訓(xùn)練有素的射擊運(yùn)動(dòng)員，他的有效視力范圍一定集中在他和目標(biāo)的半徑非常小的橢球體內(nèi)。

應(yīng)用：在無(wú)線站址勘測(cè)的時(shí)候，一定要注意覆蓋范圍 是否有大于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(qū)是一個(gè)橢球體，收發(fā)天線位于橢球的兩個(gè)焦點(diǎn)上。這個(gè)橢球體的半徑就是第一菲涅爾半徑。在自由空間，從發(fā)射點(diǎn)輻射到接收點(diǎn)的電磁能量主要是通過(guò)第一 菲涅爾區(qū)傳播的，只要第一菲涅爾區(qū)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(tǒng)正常通信，收發(fā)天線架設(shè)的高度要滿足使它們之間的障礙物盡可能 不超過(guò)其菲涅爾區(qū)的20％，否則電磁波多徑傳播就會(huì)產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致通信質(zhì)量下降，甚至中斷通信

自由空間傳播模型

Free space propagation Model

感悟：老子說(shuō)過(guò)：天下難事必作于易；天下大事必作于細(xì)。在很多物理學(xué)現(xiàn)象的研究建模過(guò)程中，我們先考慮繁雜現(xiàn)象中最本質(zhì)最簡(jiǎn)單的規(guī)律，然后再考慮一些非本質(zhì)的影響因素。

應(yīng)用：在實(shí)際無(wú)線環(huán)境中，無(wú)線信號(hào)只要在第一菲涅爾區(qū)不受阻擋，就可以認(rèn)為在自由空間傳播。這樣在傳播損耗估算的時(shí)候，就可以非常簡(jiǎn)單。

趣聞：我和一個(gè)同事在北京的街道上走著，他和我開玩笑說(shuō)：“做無(wú)線久了，我能感覺(jué)到我走的這個(gè)地方的TD信號(hào)有多大。這里的信號(hào)是-78dBm”。我們看了一下測(cè)試手機(jī)上的信號(hào)大小，是-77.5dBm。我說(shuō)：“你都快成測(cè)試手機(jī)了！”

電波在自由空間里傳播不受阻擋，不產(chǎn)生反射、折射、繞射、散射和吸收。但是，當(dāng)電波經(jīng)過(guò)一段路徑傳播之后，能量仍會(huì)受到衰減，這是由于輻射能量的擴(kuò)散而引起的。

自由空間傳播損耗就是發(fā)射點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)在整個(gè)球面內(nèi)均勻的向外擴(kuò)散，擴(kuò)散到接收天線處，落在天線的有效接收面積上的能量與發(fā)射的總能量的比。

最后推導(dǎo)出的自由空間傳播公式為

L=32.45+20log(dkm)+20log(fMHz)(dB)

當(dāng)f=2000MHz的時(shí)候，公式可以簡(jiǎn)化為

L=38.45+20log(dm)。

自由空間傳播模型是無(wú)線電波傳播的最簡(jiǎn)單的模型，無(wú)線電波的損耗只和傳播距離和電波頻率有關(guān)系；在給定信號(hào)的頻率的時(shí)候，只和距離有關(guān)系。在實(shí)際傳播環(huán)境中，還要考慮環(huán)境因子n，則公式簡(jiǎn)化為L(zhǎng)=38.45+10*n*log(dm)。n一般根據(jù)環(huán)境可取2~5之間。前面那位弟兄知道天線口的功率，利用上述簡(jiǎn)化的傳播模型，估計(jì)他離TD天線的距離有100米，然后把所在位置的電波強(qiáng)度口算出來(lái)。

（在每日詞匯中，我盡量少的講解公式，但這個(gè)公式對(duì)從業(yè)的人比較重要，所以一定得講）

理解2000MHz時(shí)的電波傳播的簡(jiǎn)化公式時(shí)要注意：

1、在1米處的損耗為38.45dB，在10米處的損耗為58.45dB；

2、距離增加一倍，損耗增加的是6dB（很多學(xué)生錯(cuò)認(rèn)為是3dB）；

3、自由空間中的損耗不是隨距離線性增加，而是指數(shù)級(jí)增加。（有的學(xué)生問(wèn)每百米自由空間傳播損耗是多少。這個(gè)問(wèn)題本身是錯(cuò)誤的。因?yàn)闊o(wú)線信號(hào)走過(guò)的第一個(gè)百米和第二個(gè)百米損耗是不一樣的。

超高頻 UHF

Ultra High Frequency

超高頻：分米波段，指頻率為300~3000MHz的特高頻無(wú)線電波。

無(wú)線電波分布在3Hz到3000GHz之間，在這個(gè)頻譜內(nèi)劃分為12個(gè)帶。在不同頻段內(nèi)的頻率傳播特性不相同。頻率越小，傳播損耗越小，覆蓋距離越遠(yuǎn)，繞 射能力越強(qiáng)。但低頻段頻率資源緊張，系統(tǒng)容量有限。高頻段頻率資源豐富，系統(tǒng)容量大；但頻率越高，傳播損耗越大，覆蓋距離越小，繞射能力越弱，實(shí)現(xiàn)的技術(shù) 難度越大，系統(tǒng)的成本也相應(yīng)提高。

移動(dòng)通信系統(tǒng)選擇所用頻段要綜合考慮覆蓋效果和容量。UHF頻段與其他頻段相比，在覆蓋效果和容量之間折衷的比較好，被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域。

參考：長(zhǎng)波通信，波長(zhǎng)為10000～1000米（頻率為30～300千赫）的無(wú)線電通信。長(zhǎng)波通信主要用于軍事上，如潛艇通信、地下通信及導(dǎo)航等。在一定 范圍內(nèi)，長(zhǎng)波通信以地波傳播為主，當(dāng)通信距離大于地波的最大傳播距離時(shí)，則靠天波來(lái)傳播信號(hào)。長(zhǎng)波通信的優(yōu)點(diǎn)是：通信距離遠(yuǎn)，能透過(guò)山體、海水一定的深 度，通信比較穩(wěn)定可靠。其缺點(diǎn)是：由于波長(zhǎng)超長(zhǎng)，收發(fā)信設(shè)備及天線系統(tǒng)龐大,造價(jià)高；通頻帶窄,不適于多路和快速通信；易受天電干擾。

dBm 在無(wú)線通信領(lǐng)域里，經(jīng)常會(huì)遇到dBm、dB、dBi、dBc等與功率有關(guān)的單位，對(duì)這些單位的理解上容易產(chǎn)生混淆和誤解。下面將講解這幾個(gè)單位，供電信從業(yè)者參考。 dBm用于表達(dá)功率的絕對(duì)值，計(jì)算公式為:10lg(P功率值/lmw) 例如:如果發(fā)射功率P為2W，則用dBm表示后的值應(yīng)為:10lg(2W/1mW)=10lg(2000)=33dBm

類比:如果定義1元錢是1dBm.那么一個(gè)人擁有100dBm的錢，他有多少元錢?按上述公式計(jì)算，那可是100億元。對(duì)數(shù)域里代表的絕對(duì)數(shù)值彼此之間不是線性關(guān)系，而是指數(shù)級(jí)的關(guān)系。

dB dB用于表征功率的相對(duì)比值，計(jì)算甲功率相對(duì)乙功率大或小多少dB時(shí)，按下面計(jì)算公式:10lg(甲功率/乙功率)=10lg(甲功率/1mW)-10lg(乙功率/1 mW)。

例如:無(wú)線信號(hào)進(jìn)入電梯之前平均是-68dBm，進(jìn)入電梯之后就是-93dBm，電梯的穿透損耗就是25dB.兩個(gè)dBm數(shù)值之間的差就是dB。

記住兩個(gè)dBm直接相加是沒(méi)有任何意義的。如兩個(gè)天線接收分集，每個(gè)接收到的信號(hào)是-90dBm，兩個(gè)信號(hào)疊加成為-90dBm+(-90dBm)=-180dB m，這個(gè)算法是不對(duì)的。正確的做法是兩個(gè)一樣的信號(hào)疊加就是翻倍，10l og2就是3dB，最后兩個(gè)天線總接收信號(hào)是-90dBm+3dB=-87dBm.

類比:一天接到一個(gè)電話，要我和他合作，聲稱他擁有股市的內(nèi)幕消息，每天給我提供一個(gè)漲停的股票。做無(wú)線的人喜歡換算成dB來(lái)思考問(wèn)題，一天我的資金增加 10%，就是10log1.1=0.4dB，100個(gè)交易日就是40dB，40 dB就是10000倍，1萬(wàn)塊錢經(jīng)過(guò)100交易日就變成1個(gè)億了。這么容易 來(lái)的錢他自己不賺?天底下有這種好事么?老子說(shuō)，善言不美，美言不善。讓他見鬼去吧。

dBi dBd

dBi和dBd均用于表達(dá)天線功率增益的，兩者都是一個(gè)相對(duì)值，只是其參考的基準(zhǔn)不一樣。dBi的參考基準(zhǔn)為全向天線(isotropic antenna)，dBd的參考基準(zhǔn)為偶極子(dipole)，因此兩者的值略有不同。

某波源均勻地輻射到一個(gè)球面上的單位能量比能量壓扁在一個(gè)橢球最大半徑的表面上的單位能量更小一些，因此空間外某點(diǎn)的接收到的能量和球面上能量的比值比其和橢球上的能量的比值要大一些。同一增益用dBi表示要比用dBd表示大2.15。

[例]對(duì)于增益為15dBd的天線，用dBi表示為17.15dBi。

dBc

dBc是用來(lái)表示和載波功率相比的信號(hào)強(qiáng)度的相對(duì)值，其計(jì)算方法與dB的計(jì)算方法完全一樣。一般習(xí)慣應(yīng)用于度量干擾(同頻干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾和帶外干擾)、耦合、雜散等相對(duì)量值。

陰影效應(yīng)

Shadowing Effect

類比：和煦的陽(yáng)光普照大地的時(shí)候，樹木、房屋就有影子，這個(gè)影子不是完全的黑暗，是一種強(qiáng)度減弱很多的光。

在傳播路徑上，無(wú)線電波遇到地形不平、高低不等的建筑物、高大的樹木等障礙物的阻擋時(shí)，在阻擋物的后面，會(huì)形成電波信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)較弱的陰影區(qū)。這個(gè)現(xiàn)象就叫做陰影效應(yīng)。

慢衰落

Slow Fading

類比：在股市下降過(guò)程中，雖然其分時(shí)曲線波動(dòng)劇烈，但是5周線變化比較緩慢。

無(wú)線電波傳播過(guò)程中，信號(hào)強(qiáng)度曲線的中值呈現(xiàn)慢速變化，叫做慢衰落。慢衰落反映的是瞬時(shí)值加權(quán)平均后的中值，反映了中等范圍內(nèi)數(shù)百波長(zhǎng)量級(jí)接收電平的均值變化，一般遵從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。

慢衰落產(chǎn)生的原因：

1）慢衰落的主要原因是路徑損耗；

2）陰影效應(yīng)導(dǎo)致的信號(hào)衰落：

快衰落

Fast Fading

類比：在股市下降過(guò)程中，股價(jià)的分時(shí)瞬時(shí)值變化劇烈，很像快衰落。

快衰落就是接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)值的瞬時(shí)快速起伏、快速變化的現(xiàn)象?？焖ヂ涫怯捎诟鞣N地形、地物、移動(dòng)體引起的多徑傳播信號(hào)在接收點(diǎn)相疊加，由于接收的多徑信號(hào)的 相位不同、頻率、幅度也有所變化，導(dǎo)致疊加以后的信號(hào)幅度波動(dòng)劇烈。在移動(dòng)臺(tái)高速運(yùn)行的時(shí)候，接收到的無(wú)線信號(hào)的載頻范圍隨時(shí)間不斷變化，也可引起疊加信 號(hào)幅度的劇烈變化。也就是說(shuō)多徑效應(yīng)和多普勒效應(yīng)可以引起快衰落。

一般快衰落可以細(xì)分為：

1）多徑效應(yīng)引起空間選擇性衰落，即不同的地點(diǎn)、不同的傳輸路徑衰落特性不一樣；

2）載波頻率的變化引起載波寬度范圍超出了相干帶寬的范圍，引起的信號(hào)失真，叫做頻率選擇性衰落；

3）多普勒效應(yīng)或多徑效應(yīng)可以引起不同信號(hào)到達(dá)接收點(diǎn)的時(shí)間差不一樣，超過(guò)相干時(shí)間，引起的信號(hào)失真叫時(shí)間選擇性衰落。

時(shí)間色散

Time Dispersion

類比：一個(gè)女生先有一個(gè)帥哥喜歡，過(guò)了不久，又有一個(gè)同樣帥的男孩喜歡她，她不知如何選擇。

在無(wú)線通信中，到達(dá)接收機(jī)的主信號(hào)和其他多徑信號(hào)在空間傳輸時(shí)間差異而帶來(lái)的同頻干擾問(wèn)題。時(shí)間色散可以使來(lái)自遠(yuǎn)離接收天線的物體反射的無(wú)線信號(hào)到達(dá)接收端比直射信號(hào)慢幾個(gè)符號(hào)的時(shí)間，這樣可能導(dǎo)致互相符號(hào)間干擾。如“1”影響“0”，使接收機(jī)解碼錯(cuò)誤。

傳播損耗

Propagation Loss

類比：做蔬菜長(zhǎng)途販運(yùn)生意的人都知道，假若從農(nóng)民手里購(gòu)買的白菜為每斤1毛錢，加上中間環(huán)節(jié)的運(yùn)輸費(fèi)、攤位費(fèi)、稅、包裝費(fèi)等，到了最終消費(fèi)者手中每斤至少得5毛錢。最終賣菜者賺得錢需要從總營(yíng)業(yè)額中減去所有的利潤(rùn)損耗。

給定頻率的無(wú)線制式，無(wú)線傳播損耗主要是隨距離變化的路徑損耗（Path Loss），影響該路徑損耗的三種最基本的傳播機(jī)制為反射、繞射和散射，即有反射損耗（Reflection Loss）、繞射損耗(Scattered Loss)、地物損耗（Clutter Loss）。如果電磁波穿過(guò)墻體、車體、樹木等等障礙物，還需考慮穿透損耗(Penetration Loss)。如果將手機(jī)貼近的人體使用，還需考慮人體損耗(Body Loss)等等。

路徑損耗的環(huán)境因子系數(shù)n一般隨傳播環(huán)境不同而不同，一般密集城區(qū)取4~5，普通城區(qū)取3~4，郊區(qū)取2.5~3。在實(shí)際無(wú)線環(huán)境中，天線的高度可以影響路徑損耗。一般發(fā)射天線或接收天線的高度增加一倍，可以補(bǔ)償6dB的傳播損耗。

反射損耗隨反射表面不同而不同，水面的反射損耗在0~1dB，麥田的反射損耗在2~4dB，城市、山體的反射損耗可達(dá)14dB~20dB.

繞射波在繞射點(diǎn)四處擴(kuò)散，擴(kuò)散到除障礙物以外的所有方向，不同情況損耗差別較大。地物損耗主要由于地表散射造成，損耗大小視具體情況而定。

穿透損耗和建筑物的材質(zhì)以及電磁波的入射角關(guān)系較大，一般情況下隔墻阻擋取5～20dB，樓層阻擋每層20dB，厚玻璃 6～10dB，火車車廂的穿透損耗為15～30dB，電梯的穿透損耗為30dB左右。

人體損耗一般取3個(gè)dB，也就是無(wú)線電波經(jīng)過(guò)人體，一半的能量被人體吸收。

傳播模型?

Propagation Model

搞笑類比：一個(gè)私企老板經(jīng)常跟大家強(qiáng)調(diào)：“我要的是 結(jié)果，你給我結(jié)果，我不要過(guò)程。”一天一個(gè)數(shù)學(xué)建模專家找這個(gè)老板推銷他的萬(wàn)能數(shù)學(xué)模型，該模型的特點(diǎn)是能夠給出任何問(wèn)題的結(jié)果，過(guò)程你不用關(guān)心；但前提 是你按要求輸入不超過(guò)三組數(shù)據(jù)。公司用這個(gè)模型進(jìn)行銷售預(yù)測(cè)、人力需求預(yù)測(cè)、降低成本預(yù)測(cè)等等，結(jié)果證明都非常正確。于是私企老板想用這個(gè)模型對(duì)自己是個(gè) 什么樣的人有什么樣的發(fā)展做一個(gè)判斷。萬(wàn)能數(shù)學(xué)模型首先要求輸入他一年來(lái)給員工開的工資的數(shù)據(jù)、再次要求他輸入員工上下班的考勤記錄、最后要求他輸入的情 人個(gè)數(shù)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)半小時(shí)的計(jì)算，模型給出了計(jì)算結(jié)果：請(qǐng)不要拿不下蛋的鐵公雞來(lái)開玩笑。

實(shí)際無(wú)線環(huán)境中不可能有自由空間那樣理想的無(wú)線傳播 條件。在不同的反射、繞射、散射條件的影響下，電波場(chǎng)強(qiáng)中值變化規(guī)律非常復(fù)雜，很難用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)計(jì)算。通過(guò)理論或者實(shí)測(cè)的方式建立的無(wú)線電波傳播 損耗的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為傳播模型。有兩個(gè)途徑研究傳播模型：一是從無(wú)線傳播理論出發(fā)分析所有從發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)的電磁波得出傳播損耗的數(shù)學(xué)規(guī)律；另外一個(gè)是在 大量測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)分析出傳播損耗的數(shù)學(xué)規(guī)律。

感 悟：人類總是想用數(shù)學(xué)的手段為紛繁蕪雜的社會(huì)、自然現(xiàn)象建立模型，以此得出一些數(shù)學(xué)的規(guī)律來(lái)指導(dǎo)我們的工作和生活。但遺憾的是，任何數(shù)學(xué)模型都是對(duì)事物發(fā) 展變化的普遍規(guī)律的近似表達(dá)，而不能完全符合實(shí)際。如果經(jīng)濟(jì)模型管用，那金融危機(jī)就不會(huì)爆發(fā)；如果管理模型管用，就不會(huì)有公司倒閉；如果無(wú)線傳播模型絕對(duì) 準(zhǔn)確，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就不會(huì)有弱覆蓋。

射線跟蹤模型

Ray Tracing Model

類 比：每天有成千上萬(wàn)的人從北京出發(fā)去往全國(guó)各地，假若現(xiàn)在想知道每天有多少乘客從北京出發(fā)到上海。理論上我們只要把每天從北京到上海所有可能的交通工具包 括飛機(jī)、火車、汽車所能運(yùn)輸?shù)娜思悠饋?lái)便可以了。但是你有可能少考慮一部分人，他們可能跑步到上海，或者先乘火車到天津，再做輪船到上海。但這樣的人畢竟 少數(shù)，對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響不大。

射線跟蹤模型的基本原理分析某種場(chǎng)景下無(wú)線電波從發(fā)射點(diǎn)傳播到接收點(diǎn)理論上所有可能的傳播途徑，包括直射、發(fā)射、繞射等，通過(guò)接收點(diǎn)信號(hào)矢量疊加，計(jì)算得出接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)。

Volcano模型，WaveSight模型以及WinProp模型就是典型的射線追蹤模型。

射線模型需要高精度的三維數(shù)字地圖，至少5m精度，1m精 度更好。由于對(duì)地圖精度要求較高，所以用這種方法進(jìn)行無(wú)線環(huán)境建模比較昂貴，一般只在密集城區(qū)使用就可以了。模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和數(shù)字地圖的精確性、站點(diǎn)工 程參數(shù)如天線位置、天線高度、方向角、下傾角等設(shè)置的準(zhǔn)確性相關(guān)較大。同時(shí)射線跟蹤模型一般不考慮移動(dòng)的車輛對(duì)無(wú)線信號(hào)傳播的影響，也忽略較高階的反射/衍射波、地面反射波、從建筑物下方穿過(guò)的電磁波、透射波、漫反射波等。

Okumura模型

類比：一位美國(guó)社會(huì)學(xué)家研究過(guò)人受教育的程度和工作后年收入的關(guān)系。經(jīng)過(guò)對(duì)大量履歷上的學(xué)歷和目前工作的收入數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，博士生年收入比碩士生多$XXXX，碩士生年收入比本科生多$ XXXX，本科生年收入比未上大學(xué)的多$XX XX。這個(gè)社會(huì)學(xué)家雖然開創(chuàng)了研究教育程度和年收入關(guān)系的先河，但是在很多情況下這種基于實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析出來(lái)的關(guān)系模型并不成立。這個(gè)關(guān)系無(wú)法解釋工作多年的 本科年收入比碩士還可能多，沒(méi)有考慮不同行業(yè)待遇的差距，不同職務(wù)待遇的差距。于是后來(lái)的社會(huì)學(xué)家建模又考慮進(jìn)去了工齡、行業(yè)、職務(wù)對(duì)收入的影響，進(jìn)一步 完善了學(xué)歷和收入的關(guān)系模型，這個(gè)關(guān)系模型變得更加復(fù)雜了。但是還是有一種情況不能適用，很多企業(yè)創(chuàng)始人他們的收入和他們的學(xué)歷、工齡沒(méi)有這么直接的關(guān) 系。于是再后來(lái)的社會(huì)學(xué)家又在研究這個(gè)方向上發(fā)表了論文，修正了上述關(guān)系，使它應(yīng)用于企業(yè)創(chuàng)始人群體。

解釋：

最著名的基于測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的無(wú)線傳播模型是Okumura模型，它是Okumura在日本的大量測(cè)試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)出的以曲線圖表示的傳播模型。但它適用范圍窄，應(yīng)用不十分方便。

在Okumura模型的基礎(chǔ)上，Hata利用數(shù)學(xué)回歸分析方法擬合出便于計(jì)算機(jī)計(jì)算的無(wú)線傳播經(jīng)驗(yàn)公式，即Okumura-Hata公式，適用頻率在150～1500MHz的無(wú)線傳播，如GSM900。該公式可應(yīng)用在宏蜂窩(大區(qū))條件下，半徑在1-20km范圍內(nèi)的普通城區(qū)，郊區(qū)，鄉(xiāng)村的無(wú)線環(huán)境。

但是隨后出現(xiàn)了DCS1800，而且3G的工作頻率都在2000MHz左右，原來(lái)的Okumura-Hata公式又不適用了，COST 231-Hata將Okumura-Hata模型的頻率范圍擴(kuò)展到2000MHz，但是仍只適用于宏蜂窩條件。

隨著人們對(duì)無(wú)線通信需求的不斷增長(zhǎng)，原來(lái)的宏蜂窩組網(wǎng)不能滿足密集城區(qū)人們對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的高要求，需要通過(guò)微蜂窩完善覆蓋，于是有了適用于微蜂窩的Walfisch公式。

人們對(duì)無(wú)線通信的需求還是不斷增長(zhǎng)，室內(nèi)無(wú)線用戶日益增多，僅通過(guò)室外宏蜂窩覆蓋室內(nèi)不能滿足人們對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的高要求，需要建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)，于是產(chǎn)生了應(yīng)用于室內(nèi)Keenan-Motley模型。

李氏準(zhǔn)則

Lee’s Criteria

類 比：話說(shuō)鄆哥告訴武大潘金蓮和西門慶偷情的事，武大賣完炊餅后早回去兩次沒(méi)有碰著，和鄆哥說(shuō)，“我娘子是正經(jīng)人家的女子，怎么會(huì)有這種事？”鄆哥提醒 他：“做這種事怎么會(huì)在你賣完炊餅后呢？也不可能在你的家里，抓這種事就得在合適的時(shí)間多回來(lái)幾次才能碰著，而且王婆家你也要去看看?！?/p>

鄆哥說(shuō)得話用通信的語(yǔ)言說(shuō)就是你的采樣次數(shù)要足夠多，采樣地點(diǎn)要正確。

如何能夠測(cè)試無(wú)線信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)，充分的反應(yīng)無(wú)線環(huán)境的特征。William Lee 博士1985年發(fā)表了關(guān)于無(wú)線信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)采樣的著名論文，通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)給出無(wú)線信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)采樣的標(biāo)準(zhǔn)：在40個(gè)波長(zhǎng)內(nèi)采樣36～50個(gè)點(diǎn)。這一標(biāo)準(zhǔn)在無(wú)線通信工程中得到了廣泛應(yīng)用。

理解：假設(shè)我們的無(wú)線制式使用的頻率是2000MHz，掃頻儀每秒鐘最多打100個(gè)點(diǎn)，那么進(jìn)行無(wú)線環(huán)境測(cè)試的車速的上限是多少？

2000MHz的無(wú)線電波波長(zhǎng)是0.15m，40個(gè)波長(zhǎng)就是6m，也就是說(shuō)6m的距離內(nèi)必須夠50個(gè)點(diǎn)。掃頻儀每秒鐘最多打100個(gè)點(diǎn)，也就是每秒鐘最多走12米，即車速不能高于12m/s，走得多采樣點(diǎn)就不夠了。

SPM 模型

Standard Propagation Model

類比：在先秦時(shí)代，各諸侯國(guó)的文字是不統(tǒng)一的，不同國(guó)家的人交流起來(lái)十分不方便。最后秦始皇告訴天下人，他用的字就是標(biāo)準(zhǔn)字，大家統(tǒng)一用這種文字。

無(wú)線傳播模型有很多種形式，也有很多適用范圍，由于形式上的不統(tǒng)一，無(wú)線工程師使用起來(lái)很不方便，對(duì)同一無(wú)線環(huán)境很難有比較統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

SPM模型的推出解決了這個(gè)問(wèn)題。SPM模型適用于從150MHz到2GHz比較寬的頻率范圍，也適用于從密集城區(qū)、普通城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村的各種無(wú)線環(huán)境。所以目前應(yīng)用比較廣泛。

Path Loss= K1+ K2log(d)+ K3log(Htxeff)+ K4Diffration+ K5log(d) log(Htxeff)+ K6(HRxeff ) +Kclutterf(clutter)

其中：

d：接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的距離(m)；

HTxeff：發(fā)射天線的有效高度 (m)；

Diffraction loss：經(jīng)過(guò)有障礙路徑引起的衍射損耗(dB)；

HRxeff：接收天線的有效高度(m)；

f(clutter): 因地物所引起的平均加權(quán)損耗；

K1：常數(shù) (dB)；.

K2：log(d)的系數(shù)；

K3：log(HTxeff)的系數(shù)；

K4：衍射損耗的系數(shù)；

K5: log(HTxeff)log(d)的系數(shù).

K6: HRxeff的系數(shù).

Kclutter: f(clutter)的系數(shù).

在自由空間傳播模型中，K3、K4、K5、K6、Kclutter都是0，K1=38.45，K2=20。

在一般的無(wú)線環(huán)境中，K1和K1取值也是非常重要的，對(duì)整個(gè)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響比較大，因?yàn)槲覀冊(cè)诶脗鞑ツＰ陀?jì)算的時(shí)候，主要關(guān)注的就是離發(fā)射機(jī)不同位置的情況下，我的路損是多少，可以得到的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)是多少。而其他因素如天線高度在一定情況下我們認(rèn)為不變化

峰均比

PAR Peak-to-Average Ratio

類比：

一個(gè)村子里面有比較富裕的人家，也有比較窮的人家，但大多數(shù)都是收入中等的普通人家，我們最有錢的人家的財(cái)富和村子戶平均財(cái)富的比或者最窮人家的財(cái)富和戶平均財(cái)富的比，可以衡量出村子貧富兩極分化的程度。

但從全國(guó)來(lái)看，用排在胡潤(rùn)排行榜上第一名的財(cái)富來(lái)和中國(guó)家庭的平均收入來(lái)比就顯得不那么合適，不能全面衡量中國(guó)的貧富差距現(xiàn)象。如果用1%的中國(guó)富裕階層的平均財(cái)富和中國(guó)家庭的平均收入，就可以說(shuō)明一些問(wèn)題。假若中國(guó)家庭平均年收入是3萬(wàn)元，而最有錢的富豪家庭的年收入為30億，30億和3億一比，就是10萬(wàn)倍，如果用dB表示，就是50dB。

如果我們研究全國(guó)各自然村富翁的財(cái)富的分布情況，以說(shuō)明不同省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，也可以用峰均比的概念，即最有錢的村富翁的財(cái)富和所有村富翁財(cái)富的平均值相比。也就是說(shuō)，峰均比一定要指出是什么樣的峰值和均值的比，單位是絕對(duì)的比值還是dB值。

解釋：無(wú)線信號(hào)從時(shí)域上觀測(cè)是幅度不斷變化的正弦波，幅度并不恒定，一個(gè)周期內(nèi)的信號(hào)幅度峰值和其他周期內(nèi)的幅度峰值是不一樣的，因此每個(gè)周期的平均功率和峰值功率是不一樣的。在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，峰值功率是以某種概率出現(xiàn)的最大瞬態(tài)功率，通常概率取為0.01%。在這個(gè)概率下的峰值功率跟系統(tǒng)總的平均功率的比就是峰均比。在概率為0.01%處的PAR，一般稱為峰值因子（CF CREST Factor，CF）。

理解峰均比的概念是需要注意以下幾點(diǎn)：

1.由于功率的峰均比是電壓的峰均比的平方，PAR一般是指功率的峰均比，但也有書上把他當(dāng)做電壓的峰均比來(lái)用。

2.如果功率幅值隨時(shí)間沒(méi)有變化，即“包絡(luò)的最大值”與“包絡(luò)的平均值”處處相等，即“恒包絡(luò)”信號(hào)的峰均比為1或者是0dB。

3.如果只考慮一個(gè)周期的無(wú)線信號(hào)純正弦波，功率峰均比就是2，即3dB；而其電壓的峰值因子CF就是功率峰均比的平方根1.414。但一般情況下，峰均比很少是指這種情況。

3.調(diào)制技術(shù)、多載波技術(shù)都可能帶來(lái)較大的峰均比，峰均比過(guò)大不是什么好事，會(huì)影響很多射頻器件的應(yīng)用效率。

CW（Continuous Wave）測(cè)試

毛主席教導(dǎo)我們：“沒(méi)有調(diào)查，就沒(méi)有發(fā)言權(quán)。調(diào)查研究就像十月懷胎，解決問(wèn)題就像一朝分娩?！痹疾牧系墨@取是正確解決一切問(wèn)題的前提。同樣的，原始數(shù)據(jù)的獲取是一切數(shù)學(xué)建模的最關(guān)鍵一環(huán)。調(diào)查、監(jiān)控、測(cè)試是獲取原始數(shù)據(jù)的手段。

無(wú)線傳播模型與具體的地形地貌因素密切相關(guān)，通過(guò)大量測(cè)試對(duì)各類場(chǎng)景SPM模型（或者其他模型）的各項(xiàng)K值進(jìn)行確定的過(guò)程叫做模型校正。CW測(cè)試（連續(xù)波測(cè)試）是獲取無(wú)線電波傳播的測(cè)試數(shù)據(jù)的重要步驟。CW測(cè)試獲取的數(shù)據(jù)是不同位置的接受電平強(qiáng)度，即經(jīng)緯度信息和場(chǎng)強(qiáng)值的對(duì)應(yīng)?？梢宰鳛槟Ｐ托Ｕ臄?shù)據(jù)源。對(duì)測(cè)試獲取的數(shù)據(jù)要求具備典型性和平衡性，即要求數(shù)據(jù)能夠代表該地區(qū)的無(wú)線傳播特性且可以“成比例”的反映該地區(qū)不同地物的無(wú)線傳播特性。做CW測(cè)試需要避免地理定位時(shí)衛(wèi)星遮擋或發(fā)射天線近端有高大建筑物阻擋，以免影響經(jīng)緯度信息的準(zhǔn)確性。

射頻 RF

RF Radio Frequency

類比：人若想在空中遨游，可以用飛機(jī)作為載體。飛機(jī)升空的條件是必須有一定的速度，通過(guò)一定長(zhǎng)度的機(jī)場(chǎng)跑道才能把速度提上去。

信息在空中傳遞，必須有無(wú)線電波作為載體，但是無(wú)線電波的頻率低于100 KHz時(shí)，電波就會(huì)被地物吸收，而且接收裝置也非常復(fù)雜。只有達(dá)到一定頻率的電波才能在空中遠(yuǎn)距離傳送，也容易把信息接收下來(lái)。

射頻就是能夠發(fā)射出去的高頻交變電波，頻率范圍從300KHz～30GHz之間。

能夠傳送射頻信號(hào)的傳輸電纜就是射頻線，如工程上使用的饋線。經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻無(wú)線電波在射頻線中傳輸叫做射頻有線傳輸。射頻線和天線連接，射頻信號(hào)通過(guò)天線向空中發(fā)射出去或者接收下來(lái)。

噪聲

Noise

噪聲是什么？繁忙的街道上人們說(shuō)話，略微遠(yuǎn)一點(diǎn)就無(wú)法正常交流了。這時(shí)候都受到那些影響了，往來(lái)的汽車嘀嘀聲（人類之外的噪聲），人群的嘈雜聲（人類內(nèi)的 噪聲），都是影響人們正常交流的噪聲。這些噪聲隨著環(huán)境的不同，大小不同，影響程度也不同，我們無(wú)法對(duì)某個(gè)具體的噪聲特定時(shí)刻的大小進(jìn)行預(yù)測(cè)，但其具有統(tǒng) 計(jì)概率規(guī)律。

在無(wú)線電波信號(hào)處理和傳播過(guò)程中，也會(huì)遇到無(wú)法確切預(yù)測(cè)但有統(tǒng)計(jì)概率的干擾信號(hào)，這種信號(hào)不同于特定頻率的無(wú)線電波之間的互相干擾，稱之為噪聲。噪聲分為 系統(tǒng)內(nèi)部的噪聲和系統(tǒng)外部的噪聲。系統(tǒng)內(nèi)部的噪聲包括和環(huán)境溫度相關(guān)的熱噪聲、電子管工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲，信號(hào)與噪聲之間的互調(diào)產(chǎn)物等等。系統(tǒng)外的噪聲來(lái)自 雷電風(fēng)雨產(chǎn)生的噪聲、汽車的點(diǎn)火噪聲、其他用電設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。

相位噪聲

Phase Noise

類比：從北京飛往上海的航班排好后，每天按照固定的時(shí)刻起飛降落，周而復(fù)始。但是一天由于天氣原因，航班無(wú)法正常起飛和降落，很多航班相對(duì)正常時(shí)間都有所延誤。

相位噪聲就是指在系統(tǒng)內(nèi)（如各種射頻器件）各種噪聲的作用下引起的系統(tǒng)輸出信號(hào)相位的隨機(jī)變化。描述無(wú)線電波的三要素是幅度、頻率、相位。頻率和相位相互 影響。理想情況下，固定頻率的無(wú)線信號(hào)波動(dòng)周期是固定的，正如飛機(jī)的正常航班一樣起飛時(shí)間是固定的。在頻域內(nèi)一個(gè)脈沖信號(hào)（頻譜寬度接近0）在時(shí)域內(nèi)是一 定頻率的正弦波。

但實(shí)際情況是信號(hào)總有一定的頻譜寬度，而且由于噪聲的影響，偏離中心頻率的很遠(yuǎn)處也有該信號(hào)的功率，正如有延誤1個(gè)小時(shí)以上的航班一樣。偏離中心頻率的很 遠(yuǎn)處的信號(hào)叫做邊帶信號(hào)，邊帶信號(hào)可能擠到相鄰的頻率中去，正如延誤的航班可能擠到了其他航班的時(shí)間從而對(duì)其造成影響。所以這個(gè)邊帶信號(hào)就叫做相位噪聲。

相位噪聲如何描述其大小呢？在偏移中心頻率一定范圍內(nèi)，單位帶寬內(nèi)的功率與總信號(hào)功率的比，單位為dBc/Hz。正如要評(píng)估某一天天氣對(duì)航班的影響，可以 定義晚點(diǎn)1個(gè)小時(shí)以上的航班和航班總數(shù)的比例，這個(gè)比例越小越好。射頻器件系統(tǒng)內(nèi)的熱噪聲可能導(dǎo)致相位噪聲的產(chǎn)生。相位噪聲大小可以衡量射頻器件的優(yōu)劣。相位噪聲越小，射頻器件越好。

SNR

Signal to Noise Ratio

類比：

悟空問(wèn)八戒：“你要找什么樣的女朋友？”八戒回答：“當(dāng)然是越漂亮越好?！?/p>

悟空問(wèn)道：“讓你追一輩子，你還要不要？”八戒囁嚅道：“不敢要了?！?/p>

悟空問(wèn)沙僧：“你希望什么樣的上網(wǎng)的速度？”沙僧回答：“當(dāng)然是越快越好?！?/p>

悟空問(wèn)道：“一比特要你兩塊錢，你還上不上？” 沙僧囁嚅道：“不敢上了。”

悟空問(wèn)唐僧：“你要什么樣的坐騎？”唐僧回答：“速度越快越好、越省油越好，越安全越好?！?/p>

悟空問(wèn)道：“要你把北京的房子賣了買個(gè)有面子，有牌子的車，你還買不買？” 唐僧囁嚅道：“不敢買了?！?/p>

悟空總結(jié)道：“要得到好處的時(shí)候，你一定會(huì)付出代價(jià)。你要考慮的是，你得到好處和付出的代價(jià)相比是否合適，也就是性價(jià)比的問(wèn)題。不是好處越多越好，而是性價(jià)比越高越好?！?/p>

信噪比簡(jiǎn)單的說(shuō)就是有用信號(hào)和干擾噪聲的比。有用信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，必然會(huì)引入各種噪聲，最起碼有熱噪聲。一個(gè)射頻器件如放大器把有用信號(hào)功率放大的同時(shí)，必然會(huì)放大相應(yīng)的噪聲。信噪比（Signal/Noise），通常以SNR表示，同樣射頻條件下以功率表示的信噪比是以電壓表示的信噪比的平方，工程上一般指的是功率上的比值。如果用分貝（dB）表示，以功率表示的信噪比是以電壓表示的信噪比的2倍。信噪比越大越好。

應(yīng)用：信噪比（電壓）低于80dB的音箱和MP3不建議購(gòu)買。

高小姐的性價(jià)比降低了——噪聲系數(shù)

NF??Noise Factor

類比：

話說(shuō)八戒和高小姐結(jié)婚幾年后，悟空問(wèn)八戒：“怎么樣，小日子不錯(cuò)吧！”八戒一臉苦相，說(shuō)：“別提了，高小姐性價(jià)比降低很多了。面色老了很多，脾氣壞了很多， 生活懶散了很多，還和我不斷地要更高的生活費(fèi)?！备咝〗慊榍暗男詢r(jià)比比婚后的性價(jià)比高出很多倍，這個(gè)倍數(shù)可以稱為婚姻魔盒系數(shù)，可以描述婚姻質(zhì)量。

射頻器件本身就會(huì)加入噪聲，輸入端信噪比會(huì)比輸出端的信噪比高一些。輸入端信噪比和輸出端信噪比之比就是射頻器件的噪聲系數(shù)。

NF=10lg(輸入端信噪比/輸出端信噪比)

噪聲系數(shù)可以衡量接收機(jī)、放大器的射頻（RF）性能，表示經(jīng)過(guò)射頻器件后，信號(hào)有用功率的損失和噪聲功率的放大。基站的噪聲系數(shù)大約為3~5dB，而用戶移動(dòng)臺(tái)的噪聲系數(shù)大約為7~9dB。

涓涓細(xì)流匯聚成河——加性噪聲

additive noise

類比：萬(wàn)里黃河是由高山雪水形成的涓涓細(xì)流逐漸匯聚而成的，比較重要的源頭有三個(gè)：一是扎曲，二是約古宗列渠，三是卡日曲。扎曲干涸的時(shí)候，卡日曲還有充足的水流。

加性噪聲是通過(guò)功率直接疊加的方式作用于有用信號(hào),它的存在卻獨(dú)立于有用信號(hào)，不管有沒(méi)有有用信號(hào)，加性噪聲始終存在于射頻器件中，影響正常通信的質(zhì)量。

一般通信中把隨機(jī)的加性噪聲看成是系統(tǒng)的背景噪聲；從來(lái)源來(lái)看，加性噪聲可分為無(wú)線電噪聲、工業(yè)電噪聲、自然噪聲、射頻器件的內(nèi)部熱噪聲。無(wú)線電的干擾頻率是固定的，可以通過(guò)加強(qiáng)了無(wú)線電頻率的管理盡量規(guī)避。工業(yè)電噪聲來(lái)源于各種電氣設(shè)備，但干擾頻譜集中于較低的頻率范圍，選擇較高的工頻工作可防止干擾。自然噪聲來(lái)源于閃電、太陽(yáng)黑子及宇宙射線等。這類噪聲很難避免。內(nèi)部熱噪聲由電子器件不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)引起，在數(shù)學(xué)上可以用隨機(jī)過(guò)程來(lái)描述，又可稱為隨機(jī)噪聲。

你家的蘋果很好看——失真

Distortion

類比：大家比較熟悉皇帝新裝的故事，成年人 都夸皇帝的衣服好漂亮，而只有孩子說(shuō)：其實(shí)他什么也沒(méi)穿。小孩剛會(huì)說(shuō)話的時(shí)候，看到鄰居家的蘋果，自己想吃，哭著鬧著要吃蘋果，真實(shí)地表達(dá)自己的意圖。等 長(zhǎng)到六七歲的時(shí)候，還是想吃鄰居家的蘋果，卻說(shuō)：“你家的蘋果很好看。”等長(zhǎng)大成人后，雖然想吃鄰家的蘋果，為了說(shuō)明自己不缺蘋果，卻推托說(shuō)：“我不吃， 真的不吃。” 孩子真實(shí)地說(shuō)出自己看到情況或說(shuō)出自己的真實(shí)想法，這叫童真；而成年人掩飾了自己的真實(shí)所見和真實(shí)想法，這叫失去童真（率真），或者失真。

所謂失真，就是失去真實(shí)，或者說(shuō)真實(shí)的東西被歪曲的表現(xiàn)出來(lái)。信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻收發(fā)通道的時(shí)候，由于有加性噪聲和乘性噪聲引入，多少會(huì)有一定程度的對(duì)所傳信號(hào)的歪曲，這個(gè)就是無(wú)線信號(hào)的失真。無(wú)線信號(hào)的失真可分為線性失真和非線性失真。

洗碗這點(diǎn)事——乘性噪聲

multiplicative noise

類比：夫妻倆吃完飯，因?yàn)橄赐氲膯?wèn)題，發(fā)生爭(zhēng)吵。

女的抱怨說(shuō):"你不洗碗，對(duì)我不好。"

男的大聲說(shuō):"我在你身上花那么錢，還對(duì)你不好?"

女的著急地大喊:"我在你身上也花了錢，你買房的時(shí)候，我爸還給填了兩萬(wàn)塊。”

男的憤怒地大叫:"你爸不讓你給孩子付出母愛(ài)，不讓你做家務(wù)。給家做一點(diǎn)事你爸都怕你累著。不是什么好東西!"

女的聲嘶力竭地咆哮:"你媽才不是什么好東西!"

男的啪給了女的一個(gè)巴掌:"我媽付出那么多，你這個(gè)沒(méi)良心的!"

女的委屈地哭道:"你敢打我，這日子沒(méi)法過(guò)了。咱們離婚。"

男的堅(jiān)決地回應(yīng)說(shuō):"離婚就離婚。"

這對(duì)夫妻已經(jīng)失去就事論事的能力，經(jīng)常會(huì)因?yàn)橐稽c(diǎn)小事，不斷擴(kuò)散爭(zhēng)吵焦點(diǎn)，不斷揭開以往的傷疤，最后導(dǎo)致婚姻失敗。

在相互聯(lián)系的復(fù)雜系統(tǒng)中，一個(gè)微小的初始輸入信號(hào)差別，可能引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，由于系統(tǒng)的隨時(shí)間變化的特性或者非線性，最后導(dǎo)致巨大的輸出差距，這個(gè)現(xiàn)象類似蝴蝶效應(yīng)或者是多米諾骨牌效應(yīng)。系統(tǒng)的線性程度就好比夫妻之間就事論事的能力，系統(tǒng)的老化就像夫妻經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的不成功婚姻過(guò)程，系統(tǒng)的非線性就好像夫妻間一個(gè)雞毛蒜皮的小事引發(fā)一場(chǎng)家庭戰(zhàn)爭(zhēng)的趨勢(shì)。

乘性噪聲是由于射頻器件或者無(wú)線環(huán)境的不理想，伴隨無(wú)線信號(hào)的接收和傳送過(guò)程而產(chǎn)生的噪聲。這種噪聲與信號(hào)的關(guān)系是相輔相成的，有信號(hào)就有它，沒(méi)有信號(hào)它也就不存在了。在射頻器件非線性范圍內(nèi)無(wú)線信號(hào)微小變化，可能導(dǎo)致巨大信息丟失。

又給我打折了一一線性失真

類 比:一個(gè)學(xué)校工勤人員為了給校長(zhǎng)表現(xiàn)自己采購(gòu)能力強(qiáng)，經(jīng)常說(shuō)自己能買到打折的好東西。校長(zhǎng)委托他買粉筆，買回來(lái)后他說(shuō):"我的人緣超好，原價(jià)100元的粉 筆，給我打了九折，才90元(其實(shí)本身就值90元)。"又一次買回來(lái)桌椅板凳，他說(shuō):"原價(jià)10000元的東西，給我打了七折才7000元(其實(shí)本身就值7000元)。"同一類東西，他獲得的折扣一樣;不同的東西，他獲得的折扣幅度有一定的變化。一次校長(zhǎng)委托他給災(zāi)區(qū)捐款500元，回來(lái)后他眉飛色舞的和給大家描述:"又給我打折了，我們要捐500，打八折，只收400!"大家無(wú)語(yǔ)。

線性失真就是射頻器件對(duì)不同頻率的輸入，輸出的幅值變化特性和相位偏移特性不一樣。很多射頻信號(hào)，由很多不同的頻率分量組成，輸出端的合成信號(hào)在幅值和相位上有一定程度的失真，輸出信號(hào)中不會(huì)有輸入信號(hào)中所沒(méi)有的新的頻率分量，各個(gè)頻率的輸出波形也不會(huì)變化。這種幅度的失真或者相位的失真是由該電路的線性電抗元件引起的，所以叫線性失真。由于是射 頻器件對(duì)不同頻率的信號(hào)處理結(jié)果上的偏差，又叫頻率失真。產(chǎn)生線性失真的主要是一些濾波器等無(wú)源器件。

非線性失真

舉一個(gè)小學(xué)生補(bǔ)課提高數(shù)學(xué)成績(jī)的例子，第一周補(bǔ)課成績(jī)從40分提高到50分，第一周補(bǔ)課成績(jī)從50分提高到60分，以此類推，到了第五周從80分只提到了87分，而第六周從87分提高到了91分，第七周從91分提高到93分，以后再補(bǔ)課，成績(jī)只在93到95之間波動(dòng)了。

在一定范圍內(nèi)射頻器件的輸入和輸出有較好的線性關(guān)系，超出這個(gè)范圍的時(shí)候，原有的線性關(guān)系被破壞，即隨著輸入的增加，輸出信號(hào)幅值或者相位的變化發(fā)生嚴(yán)重扭曲，即輸出波形發(fā)生非線性失真，或者叫波形失真、非線性畸變。非線性失真也可以分成非線性幅度失真和非線性相位失真。產(chǎn)生非線性失真的主要是一些放大器、混頻器等有源器件。非線性失真產(chǎn)生新的諧波成分，改變了原信號(hào)頻譜。非線性幅度失真常用衡量指標(biāo)有1dB壓縮點(diǎn)、三階交調(diào)、三階截止點(diǎn)等。

學(xué)習(xí)進(jìn)步速度怎么變慢了一-1dB壓縮點(diǎn)? P1dB

1dB compression point

類比:小學(xué)生補(bǔ)數(shù)學(xué)的例子中，每增加一周的學(xué)習(xí)，成績(jī)?cè)黾?0分，二周的學(xué)習(xí)，成績(jī)?cè)黾?0分:學(xué)習(xí)投入的時(shí)間和成績(jī)?cè)黾佑芯€性關(guān)系?？傻谒闹艹煽?jī)提高到80分以后，投入時(shí)間和成績(jī)的關(guān)系開始變化。第五周的學(xué)習(xí)成績(jī)提高了7分，提升幅度比上一周減少了3分，這個(gè)3分減少點(diǎn)標(biāo)志著成績(jī)提升進(jìn)入了平穩(wěn)期，學(xué)習(xí)進(jìn)步的速度變慢了。一個(gè)數(shù)學(xué)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)宣傳時(shí)就需要考慮快速提升成績(jī)的線性范圍，可宣傳五周之內(nèi)提升47分(從40分到87分)，而不能宣傳五周之內(nèi)提升了8分(從87分到95分)，因?yàn)楦杏X(jué)時(shí)間投入了很多，見效卻不明顯。

當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，在射頻放大器的線性工作范圍內(nèi)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)可以保證線關(guān)系。輸入信號(hào)的幅度增加26%(即增加1dB)，輸出相應(yīng)增加26%(也應(yīng)該是增加1dB)。隨著輸入信號(hào)幅度的增加，逐漸進(jìn)入了放大器的飽和區(qū)，開始了非線性幅度失真，即輸入電平增加26%，輸出將增加不到26%，輸出增加值開始減少。輸出增加值比假若仍然線性增長(zhǎng)時(shí)的值減少26%(即1dB)的位置，叫做輸出1dB壓縮點(diǎn)(也可以表示為P1dB)。

水不能倒得這么滿一一放大器功率回退

類比:一個(gè)小孩用小桶裝水，水龍頭不斷流水，水桶滿了，水撒了滿地。小桶是有固定容量的，超過(guò)其容量注入更多的水是沒(méi)有用的。小孩一提水桶，輕微一晃，又溢 出來(lái)很多水，弄得滿身都是濕漉漉的。大人過(guò)來(lái)告訴他:"水不能倒得這么滿!最多有九分滿就可以了，否則一晃動(dòng)，就濺滿身。”

射頻放大器就像一個(gè)水桶一樣，放大器的輸入就像給水桶注水，放大器的輸出就像水桶不斷地增加水位。放大器的輸入和輸出就像注水和水桶水位之間一樣有一個(gè)線性動(dòng)態(tài)范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)，放大器的輸出功率隨輸入功率線性增加。放大器超出線性范圍進(jìn)入飽和區(qū)，就像水桶滿了一樣。放大器的1dB壓縮點(diǎn)可以作為超出線性范圍的位置。水桶滿了一晃動(dòng)容易溢出，放大器工作在1dB壓縮點(diǎn)輸入一波動(dòng)，輸出也容易失真很多。水桶不能裝太滿，放大器的工作范圍也要遠(yuǎn)離1dB壓縮點(diǎn)，遠(yuǎn)離飽和區(qū)。這就是放大器的功率回退。一般輸出功率比1dB壓縮點(diǎn)回退6-10個(gè)dB，使功率放大器較可靠地工作在線性區(qū)。

驚慌的小鳥一一三階交調(diào)

Third-Order Intermodulation

類比:

非洲的草原上，幾只鹿在草原上吃草，一只警覺(jué)的鹿感覺(jué)異常，率群鹿奔跑，引起了羊群的驚慌，羊群經(jīng)過(guò)小樹林，樹上的小鳥感覺(jué)異常，也驚慌地飛離樹木。鹿的驚慌可以引起羊群、鳥群的驚慌。

交調(diào)從字面上理解就是交互(兩個(gè)及兩個(gè)以上)和調(diào)節(jié)(影響)。一般射頻器件的接觸不好、器件老化，都可能引起器件呈非線性。兩個(gè)或兩個(gè)以上頻率的無(wú)線電波在非線性射頻器件中傳播時(shí)，或者在空中傳播碰上金屬物體的時(shí)候，可能產(chǎn)生其他頻率的交調(diào)干擾信號(hào)，就像恐慌的傳遞一樣。群鹿的驚慌傳到了羊群(三階交調(diào))，但是恐慌程度可能降低，羊群的恐慌傳到小鳥(五階交調(diào))，恐慌的程度又有所降低。

交調(diào)干擾信號(hào)有三階、五階、七階或者更多階的分量，但是三階交調(diào)分量最大。假若兩個(gè)頻率和的頻率差為 ，三階交調(diào)的頻率一般在和的位置，三階交調(diào)是用來(lái)衡量射頻器件非線性的重要指標(biāo)，其大小用交調(diào)產(chǎn)物與主輸出信號(hào)的比來(lái)表示，單位是dBc。

傳音入密的神功--智能天線

類比:

中國(guó)武俠小說(shuō)中描述的一種武功:一個(gè)人可以使用武功發(fā)音，他的話只讓在場(chǎng)特定的某一個(gè)或幾個(gè)人聽到，而其他人聽不到。大俠郭靖在兒女面前不方便和黃蓉說(shuō)一些事情，就使用"傳音入密”的功夫，這樣只有黃蓉聽過(guò)聽到，而兒女們聽不到。

智能天線是TD-SCDMA的關(guān)鍵技術(shù)之一。智能天線是可產(chǎn)生空間定向波束的天線陣列，將無(wú)線電波集中到用戶信號(hào)的到達(dá)方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)的方向。也就是說(shuō)，智能天線可使所服務(wù)用戶的接收信號(hào)功率最大化，同時(shí)使波束照射范圍外的非服務(wù)用戶受到的干擾最小，甚至為零。智能天線就像有了“傳音入密"神功的郭靖一樣可以只和自己期望的人進(jìn)行信息交互，而不會(huì)打擾其他人。

蝙蝠的接收和發(fā)送一一天線

類比:

蝙蝠是唯一能真正飛行的哺乳動(dòng)物，分辨聲音的本領(lǐng)很高，通過(guò)發(fā)射超聲波并根據(jù)其反射的回音辨別物體。耳(類似于接收天線)內(nèi)具有超聲波定位的結(jié)構(gòu)，飛行的時(shí)候由口和鼻(類似于發(fā)射天線)發(fā)出一種人類聽不到的超聲波，遇到昆蟲后會(huì)反彈回來(lái)。蝙蝠用耳朵接收后，就會(huì)知道獵物的具體位置，從而前往捕捉。它能聽到的聲音頻率可達(dá)300kHz，而人類的一般在14kHz以下(相當(dāng)于接收天線的帶寬范圍）。蝙蝠的發(fā)射和接收由頭部不同器官完成，人類的聰明在于，在一個(gè)物理實(shí)體上實(shí)現(xiàn)了無(wú)線電波的發(fā)射和接收。

老子說(shuō):人法地、地法天、天法道、道法自然。很多事物的規(guī)律是相通的，人類可以向自然萬(wàn)物學(xué)習(xí)。蝙蝠的超聲波發(fā)射和接收能力在仿生學(xué)中有很重要的位置，和天線的無(wú)線電波收發(fā)的基本原理非常相似。

天線是在無(wú)線電收發(fā)系統(tǒng)中，向空間輻射或從空間接收電磁波的裝置。接收和發(fā)射可以做在同一個(gè)物理實(shí)體上。

天線大小的設(shè)計(jì)和無(wú)線電波的波長(zhǎng)關(guān)系比較大，可以這樣認(rèn)為天線波長(zhǎng)越大，要求的天線陣子尺寸也越大;不同的安裝條件、不同的無(wú)線環(huán)境，對(duì)天線的外觀設(shè)計(jì)的 要求也是不一樣的，比如在生活小區(qū)，要求天線美觀，形狀、顏色、尺寸和周邊的環(huán)境要和諧。從形狀上看，天線可以有蘑菇型吸頂天線、壁掛天線、柵格天線、板狀天線、鞭狀天線、帽型天線、面狀天線、路燈型美化天線等等很多類型。

衡量天線質(zhì)量的指標(biāo)分為機(jī)械指標(biāo)和電氣指標(biāo)。機(jī)械指標(biāo)是和設(shè)計(jì)安裝相關(guān)的指標(biāo)，如外形、大小、重量、抗風(fēng)能力等;電氣指標(biāo)是和天線的射頻性能相關(guān)的指標(biāo)，比較重要的有增益、波瓣寬度、方向圖、前后比、極化方向等，后將著重介紹這些電氣指標(biāo)。

究竟是什么一一時(shí)間色散?

Time Dispersion

色散一詞是在光學(xué)中常用的詞匯，我們?cè)谥袑W(xué)時(shí)就知道白光通過(guò)三棱鏡或光柵分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等顏色的現(xiàn)象叫做光的色散。在物理學(xué)中，色散用來(lái)描述從同一波源發(fā)射出的幾列波在媒質(zhì)中的有不同傳播特性的現(xiàn)象。

類比:幾個(gè)同學(xué)出去玩，在森林里隱隱約約看到遠(yuǎn)處有一個(gè)動(dòng)物(類似信息發(fā)射端)，張三說(shuō):"那是一只鹿!"過(guò)一會(huì)兒，李四說(shuō):"從我這個(gè)角度看，象是一匹馬"。在后面的王五說(shuō):"你們倆誰(shuí)說(shuō)的對(duì)我無(wú)法判斷了(接收機(jī)解調(diào)問(wèn)題)”在這種情況下，同樣一個(gè)動(dòng)物從不同角度(傳播路徑)看印象差別這么大，大家無(wú)法判斷到究是鹿還是馬了(無(wú)法解調(diào)了)，只有再走進(jìn)一點(diǎn)才可能看清楚。

在無(wú)線通信中，無(wú)線電波從發(fā)射端到接收端會(huì)經(jīng)過(guò)直射、反射等很多傳播途徑，反射路徑要比直射路徑長(zhǎng)一些，從發(fā)射端輻射出的波經(jīng)過(guò)反射路徑到達(dá)接收端用的時(shí) 間要比走直射路徑長(zhǎng)一些。從接收端看，先后收到了來(lái)自同一信源的兩列波:這兩列波走的路徑不同，傳播環(huán)境不同，受到的干擾也不同。

時(shí)間色散是指到達(dá)接收機(jī)的直射信號(hào)和其他多徑信號(hào)由于空間傳輸時(shí)間差異而帶來(lái)的彼此干擾的問(wèn)題。假若接收機(jī)先收到“1”這個(gè)數(shù)據(jù)，又收到“0”這個(gè)數(shù)據(jù)，接收機(jī)迷惑了，不知道究竟是"0”還是“1”了，所以解碼就可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。

說(shuō)是一回事，聽是另一回事--收發(fā)射頻指標(biāo)

甲乙兩人在一起交談，乙說(shuō):"你沒(méi)有說(shuō)清楚!"甲說(shuō):"你怎么聽不明白呢?"其實(shí)本來(lái)說(shuō)是一回事，聽是另一回事;但說(shuō)的特別清晰可以彌補(bǔ)聽力的不足，同樣，聽的能力特別強(qiáng)，也可以降低對(duì)說(shuō)話清晰度的要求。

怎樣衡量無(wú)線通信的系統(tǒng)的"說(shuō)、聽"的能力呢?這里我們介紹一下收發(fā)相關(guān)的射頻指標(biāo)。

說(shuō)，就相當(dāng)于無(wú)線通信系統(tǒng)的"發(fā)射"，說(shuō)話的時(shí)候盡量只對(duì)著與你交流的人講，不要影響不相關(guān)的人;從發(fā)射的角度看，盡量發(fā)射信道帶寬范圍內(nèi)的信號(hào)，不要發(fā) 射到別的信道上或者別的系統(tǒng)使用的頻段上，這樣會(huì)干擾其他信號(hào)。衡量發(fā)射機(jī)帶內(nèi)輻射能力、帶外抑制能力的主要指標(biāo)就是鄰道泄露比和雜散輻射。

聽，就相當(dāng)于無(wú)線通信系統(tǒng)的“接收”，聽話的時(shí)候盡量只聽與你交流的人說(shuō)話，不要聽和你不相關(guān)的人講話，這樣會(huì)分散你的注意力，影響你的聽話效果:從接收 機(jī)的角度看，盡量接收信道帶寬范圍內(nèi)的信號(hào)，不要接收其他頻率的信號(hào)，這樣會(huì)影響接收效果。衡量接收機(jī)帶內(nèi)接收能力、帶外響應(yīng)抑制能力的主要指標(biāo)就是接收 靈敏度和雜散響應(yīng)。

下面來(lái)具體介紹。

小學(xué)生上課---鄰道泄漏比?

ACLR Adiacent Channel Leakage Ratio

現(xiàn)象類比:

小學(xué)的時(shí)候，由于教室緊張，一年級(jí)和二年級(jí)在一個(gè)教室上課，由一個(gè)老師來(lái)教。一年級(jí)學(xué)生讀課文出錯(cuò)，二年級(jí)的就嘩然大笑(鄰道泄露):一年級(jí)的被老師批 評(píng)，一年級(jí)的就起哄(鄰道泄露)。一二年級(jí)互相影響得非常厲害。為了減少一、二年級(jí)的互相影響，老師在他們中間加了一個(gè)隔板(增加了保護(hù)帶寬)，相互影響 就降低了很多，看不著，但有時(shí)候能聽得著。最后老師索性把隔板換成隔墻(隔離度又增加了)，這樣影響就降到了最低。

鄰道泄漏是用來(lái)衡量射頻器件對(duì)主工作頻率外的信道的影響特性，或叫帶外輻射特性，就像一年級(jí)學(xué)生的嘈雜聲可能有一部分會(huì)影響到二年級(jí)一樣。當(dāng)然這種影響最 小越好。鄰道泄漏比(ACLR)就是泄露在鄰道的功率與主信道功率之比，通常用dBc表示，如圖 25所示。鄰道泄露越小越好，鄰道泄露比的絕對(duì)值就應(yīng)該越大越好，這表明主信道功率比泄露在鄰道的功率大很多，說(shuō)明對(duì)鄰道的影響變小。

WCDMA的要求是:第一鄰道(偏離載頻+5MHz)的ACLR達(dá)到45dBc3第二鄰道(偏離載頻+10MHz)的ACLR 達(dá)到50dBc。

多普勒效應(yīng)

類比：鐘端（終端的化名）剛參加工作的時(shí)候，非常害怕領(lǐng)導(dǎo)姬占（基站的化名）問(wèn)及工作相關(guān)的問(wèn)題。當(dāng)鐘端以一定的速度走近姬占的時(shí)候，感覺(jué)到心跳頻率加快（頻偏為正）；當(dāng)他離開姬占的時(shí)候，心跳就逐漸平緩下來(lái)了（沒(méi)有頻偏）。這個(gè)過(guò)程類似多普勒頻移效應(yīng)。

多普勒效應(yīng)是指無(wú)線電波在波源快速移向觀察者時(shí)接收頻率變高，類似于鐘端靠近時(shí)領(lǐng)導(dǎo)時(shí)他的心跳頻率的增加；而在波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)接收頻率變低，好像鐘端遠(yuǎn)離領(lǐng)導(dǎo)時(shí)，他的心跳頻率逐漸平緩一樣。

當(dāng)警車的警報(bào)聲、賽車的發(fā)動(dòng)機(jī)以一定的速度接近我們的時(shí)候,聲音會(huì)比平常更刺耳；離我們遠(yuǎn)去的時(shí)候，聲音會(huì)緩和一些；同樣的道理，你可以在火車經(jīng)過(guò)時(shí)聽出刺耳聲的變化，說(shuō)明了多普勒效應(yīng)的存在。 從上式可以得出，終端和基站的相對(duì)移動(dòng)速度越大，頻偏越嚴(yán)重，這就要求在溫速移動(dòng)的通信中，必須考慮頻偏問(wèn)題。各廠家的設(shè)備在高速移動(dòng)的場(chǎng)景中都會(huì)應(yīng)用頻率糾偏算法，以克服多普勒效應(yīng)對(duì)通話質(zhì)量的影響。波長(zhǎng)越小，頻偏越嚴(yán)重。3G的無(wú)線制式使用的頻率比 2G 時(shí)代要高很多，波長(zhǎng)也小很多，因此在3G時(shí)代 更需要考慮多普勒效應(yīng)的影響。終端和基站相互靠近的時(shí)候，0°<0<90°，頻偏為正，接收頻率變大;終端和基站相互遠(yuǎn)離的時(shí)候，90°<0<180°，頻偏為負(fù)，接收頻率變小;入射角日越接近90°，頻偏越小，入射角日越接近0和180° 頻偏越大。這就要求覆蓋高速公路或高速鐵路等移動(dòng)場(chǎng)景的基站不能離路太近，太近的話，夾角在一定時(shí)候會(huì)很小，頻偏就會(huì)很大;也不能太遠(yuǎn)，太遠(yuǎn)的話，覆蓋就會(huì)較弱。工程上一般要求基站離高速公路或高速鐵路 100米左右為宜。

人眼的有效視力范圍——菲涅爾區(qū)

Fresnel Zone

類比：有時(shí)候，我感覺(jué)人的眼睛的最有效的視力范圍也是一個(gè)橢球體。橢球體之外的東西雖然也能看到，但是已經(jīng)不是特別的清晰。一個(gè)訓(xùn)練有素的射擊運(yùn)動(dòng)員，他的有效視力范圍一定集中在他和目標(biāo)之間半徑非常小的橢球體內(nèi)，這中間不能有阻擋。

我們知道，從電磁波的發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)的傳播路徑上，既有直射波，又有反射波和繞射波。直射波和反射波的傳播路徑差不大的情況下，反射波的電場(chǎng)方向正好與直射波相反，相位相差180度，這樣反射波將會(huì)減弱直射波的信號(hào)強(qiáng)度，對(duì)傳播效果產(chǎn)生破壞作用。

這種現(xiàn)象就好比學(xué)校里宣傳主基調(diào)“知識(shí)就是力量”（理解為直射波），而社會(huì)上有另外一種反思潮：讀書無(wú)用論（可以理解為相位完全相反的反射波）。如果這種反思潮在學(xué)校范圍內(nèi)（類似于一個(gè)菲涅爾區(qū)域）存在，將會(huì)打擊學(xué)生們接收知識(shí)的熱情（影響傳播效果）。

從上面兩式可以看出，直射波和反射波的路徑差和帶來(lái)相位變化和天線高度、傳播距離有關(guān)系。天線高度較低且距離較遠(yuǎn)時(shí)，路徑差就會(huì)變小，相位變化也會(huì)減小，反 射波對(duì)直射波的影響就會(huì)加大。從這一角度上看，天線高度越高越好，傳播范圍越小越好。因此，在無(wú)線工程設(shè)計(jì)中，在成本允許的條件下，在干擾可控的條件下， 要求基站的天線盡可能的高。

應(yīng)用：在無(wú)線站址勘測(cè)的時(shí)候，一定要注意覆蓋范圍是否有大于菲涅爾半徑的阻擋物，尤其要避免大的廣告牌，高樓等障礙物阻擋。

工地的探照燈——雜散輻射

Spurious Emission

現(xiàn)象類比：我們的生活小區(qū)旁邊有一個(gè)工地，徹底燈火明亮。安裝探照燈主要目的是為了便于巡查從而避免工地的各種物資丟失（工作帶寬范圍內(nèi)輻射就可以了）?？墒翘秸諢籼亮?，輻射到了我們小區(qū)（雜散輻射），影響了我們小區(qū)很多人的休息（雜散輻射必然帶來(lái)干擾）。

射頻發(fā)信機(jī)本應(yīng)該在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)發(fā)送無(wú)線信號(hào)，即發(fā)射帶內(nèi)信號(hào)；正如探照燈應(yīng)該主要照射工地范圍一樣。由于射頻發(fā)信機(jī)內(nèi)部元器件并非理想器件，存在或 多或少的非線性，在發(fā)射無(wú)線信號(hào)的過(guò)程中產(chǎn)生了很多非規(guī)定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)，即發(fā)生了雜散輻射；就像探照燈照到了旁邊的生活小區(qū)。發(fā)射機(jī)發(fā)射了非自己頻率 范圍內(nèi)的信號(hào)，就可能對(duì)其他通信系統(tǒng)造成干擾，就像工地的探照燈影響了旁邊小區(qū)居民休息一樣。

雜散輻射可能是一些非線性元器件產(chǎn)生的諧波分量、交調(diào)信號(hào)等。為了防止一個(gè)系統(tǒng)的雜散輻射對(duì)其他無(wú)線通信系統(tǒng)造成干擾，需要提高系統(tǒng)的電磁兼容性能。一般 在協(xié)議中都會(huì)規(guī)定這個(gè)系統(tǒng)的不同帶外頻率范圍的最大雜散輻射水平。一般規(guī)定的形式都是一個(gè)頻率范圍內(nèi)一定帶寬的最大允許的雜散輻射是多少dBm；如協(xié)議上 規(guī)定WCDMA的發(fā)射機(jī)在150kHz~30MHz范圍內(nèi)每10kHz帶寬的雜散輻射不能超過(guò)-36dBm。

如何讓高小姐高興--接收靈敏度?

Receiver Sensitivity

邏輯類比: 豬八戒問(wèn)孫悟空:"猴哥，我對(duì)高小姐那么好，怎么越來(lái)越難以讓她高興了?" 孫悟空說(shuō):"你對(duì)她的好估計(jì)沒(méi)有達(dá)到她的最小的愛(ài)的接收靈敏度。"豬八戒問(wèn):"什么叫愛(ài)的接收靈敏度?" 孫悟空說(shuō)道:"愛(ài)的接收靈敏度就是高小姐能夠感覺(jué)到高興的最小要求。"豬八戒問(wèn):"這個(gè)靈敏度和什么有關(guān)系呢?" 孫悟空說(shuō)道:"和三個(gè)方面有關(guān)系。第一:基本生活保障(底噪，最起碼的要求)，比如說(shuō)一天20元;第二:環(huán)境系數(shù)(噪聲系數(shù))，就是高小姐周圍女人的費(fèi)用高于基本生活保障的倍數(shù)，比如說(shuō)3倍;第三就是高小姐最小幸福感倍數(shù)(信噪比要求)，即高小姐感覺(jué)幸福要求最少 應(yīng)該比別人多得到的倍數(shù)，比說(shuō)說(shuō)2倍。" 豬八戒悟道:“也就是說(shuō)高小姐愛(ài)的接收靈敏度應(yīng)該這樣計(jì)算: 高小姐愛(ài)的月接收靈敏度=基本保障/天X天數(shù)X環(huán)境系數(shù)X高小姐幸福感系數(shù)=20X30X3X2=3600元。這是高小姐的最低要求?！?孫悟空道:"如果換成對(duì)數(shù)關(guān)系，即用dB表示，就可以變成相加的關(guān)系。即10log(高小姐愛(ài)的月接收靈敏度)=10log(基本保障/天X天數(shù))+10l0g(環(huán)境系數(shù))+10log(高小姐幸福感系數(shù))”

接收靈敏度就是接收機(jī)能夠正確地把有用信號(hào) 拿出來(lái)的最小信號(hào)接收功率。它和三個(gè)因素有關(guān)系:帶寬范圍內(nèi)的熱噪聲、系統(tǒng)的噪聲系數(shù)、系統(tǒng)把有用信號(hào)拿出所需要的最小信噪上。帶寬范圍內(nèi)的熱噪聲經(jīng)過(guò)接 收機(jī)，這些噪聲被放大了NF倍，要想把有用信號(hào)從噪聲中拿出來(lái)，就必須要求有用信號(hào)比噪聲再大SNR倍。

S=10log(KTB)+NF +SNR（公式 1 ） 其中 S是接收靈敏度(dBm); K是波爾茲曼常數(shù)，單位:J/K(焦耳/K); T表示絕對(duì)溫度，單位:K KT就是在當(dāng)前溫度下每Hz的熱噪聲的功率(類似于高小姐每天的基本保障); B表示信號(hào)帶寬，單位:Hz(類似于高小姐基本保障的計(jì)算周期為一個(gè)月); KTB代表帶寬范圍內(nèi)的熱噪聲功率(類似于高小姐一個(gè)月的基本保障); NF表示系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，單位:dB(類似于環(huán)境系數(shù)); SNR表示解調(diào)所需信噪比，單位:dB(類似于高小姐的幸福感倍數(shù))。

從上式可以看出，要想讓接收機(jī) “聽清楚”發(fā)射機(jī)“說(shuō)的話”，信號(hào)電平強(qiáng)度一定要大于接收機(jī)的接收靈敏度 S。當(dāng)然接收靈敏度越小，說(shuō)明接收機(jī)的接收性能越好，就像狗能聽到人類聽不到的微弱的聲音，說(shuō)明狗的聽覺(jué)比人的靈敏度高;接收靈敏度越大，說(shuō)明接收機(jī)的接收性能越差，就像有的老人耳聾，你很需要用很大的聲音說(shuō)話，他才能聽到。環(huán)境溫度越高，靈敏度就會(huì)變大，接收性能就會(huì)惡化，因此要盡量降低系統(tǒng)所在的環(huán)境溫度。帶寬越大，系統(tǒng)的噪聲系數(shù)越大，靈敏度就會(huì)變大，接收性能也會(huì)惡化，這就要求設(shè)計(jì)接收機(jī)的時(shí)候，考慮到系統(tǒng)的帶寬、噪聲系數(shù)對(duì)靈敏度的影響。

解調(diào)所需的最小信噪比越小越好，這樣可以增加系統(tǒng)的接收性能。最小信噪比要求和移動(dòng)臺(tái)的速度、所處的無(wú)線環(huán)境及所要求的通信質(zhì)量有關(guān)，不同無(wú)線制式要求不同，同一無(wú)線制式的不同業(yè)務(wù)也不相同。

道德法庭的審判--雜散響應(yīng)?

Spurious Response

現(xiàn)象類比:

道德法庭審判潘金蓮:"你為什么背叛自己的丈夫，走向萬(wàn)劫不復(fù)?(對(duì)雜散信號(hào)做出響應(yīng))"

潘金蓮委屈地說(shuō):"奴家覺(jué)得西門大官人太帥了，太有財(cái)了!我無(wú)力抗拒。(雜散信號(hào)很強(qiáng))"

道德法庭繼續(xù)批判說(shuō):"社會(huì)上的誘惑那么多，你都無(wú)法抗拒么?(難道你對(duì)雜散信號(hào)總要響應(yīng)么?)"

潘金蓮仍然很委屈地說(shuō):"自從結(jié)婚后，我對(duì)武大給我的一切越來(lái)越?jīng)]有感覺(jué)，接收靈敏度越來(lái)越差，沒(méi)有任何幸福感，反而對(duì)外面的帥哥比較感興趣(確實(shí)存在雜散響應(yīng))。"

道德法庭總結(jié)道:"也就是說(shuō)一方面是外面的誘惑太大(雜散信號(hào)強(qiáng))，另一方面是由于你本身的抗誘惑能力很差(存在雜散響應(yīng))?！?/p>

雜散響應(yīng)也稱寄生響應(yīng)，就是在接收機(jī)中產(chǎn)生的，和接收到的有用信號(hào)頻率相近的、系統(tǒng)無(wú)法濾除的干擾信號(hào)。無(wú)線環(huán)境中存在很多干擾信號(hào)，大多數(shù)可以通過(guò)接收機(jī)的濾波器過(guò)濾掉，但有的接收機(jī)的抗雜散響應(yīng)能力 差系統(tǒng)的后級(jí)濾波器是無(wú)法濾掉接收機(jī)本身產(chǎn)生的雜散響應(yīng)，就像潘金蓮無(wú)法抵抗西門慶雜散誘惑，自己產(chǎn)生了雜散響應(yīng)一樣。從系統(tǒng)接收的角度看，系統(tǒng)工作的頻率范圍內(nèi)沒(méi)有什么干擾，但由于環(huán)境的帶外干擾太大，且本身的抗雜散響應(yīng)能力弱，就會(huì)引起系統(tǒng)接收性能變差。

資源分配三步走:RRM(無(wú)線資源管理）

老子說(shuō):“高者抑之、下者舉之;有余者損之、不足者補(bǔ)之。天之道、損有余而補(bǔ)不足。"我們發(fā)現(xiàn)老子這幾句話道出了功率控制的根本思想?！案哒咭种?、下者舉之"，無(wú)線信號(hào)信噪比高的，我們降低功率;信噪比低的，我們抬升功率。何止功率資源遵循這樣的規(guī)律，自然界里的一切資源分配理應(yīng)遵從這樣的規(guī)律。想到這里我 們對(duì)老子智慧的敬佩之情油然而生。

在理解無(wú)線資源管理之前，首先我們要搞清楚 什么是資源。天然氣、油田、土地、礦產(chǎn)、森林這些都是自然資源:勞動(dòng)力、資金、生產(chǎn)線這些都是社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源。社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源和自然資源的結(jié)合，能夠使人類創(chuàng) 造巨大的財(cái)富。對(duì)人類社會(huì)來(lái)說(shuō)，資源能夠給人類帶來(lái)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但人類對(duì)資源采取瘋狂的占有和使用方式，已經(jīng)給人類的發(fā)展敲起了警鐘。

老子說(shuō):"孰能濁以靜之徐清?孰能安以動(dòng)之徐生?"誰(shuí)能夠把自然資源濫用的情況制止住，使之慢慢的有序化?誰(shuí)能夠在保護(hù)自然資源的情況下合理使用它，使自然環(huán)境慢慢地?zé)òl(fā)生機(jī)?

這就是資源的合理分配問(wèn)題。事實(shí)上，人類已經(jīng)認(rèn)識(shí)到資源合理利用、社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的必要性。資源合理利用的問(wèn)題可以分為三個(gè)問(wèn)題：有什么樣的資源?有多少這樣的資源?資源如何分配?這就是資源管理(Resource Management,RM)的問(wèn)題。

本章主要以WCDMA或者TD-SCDMA制式為例來(lái)介紹在無(wú)線通信領(lǐng)域資源管理的相關(guān)術(shù)語(yǔ)。

有一類資源具有如下特點(diǎn):別人占了這個(gè)資源以后，你無(wú)法占用;別人離開以后，你才有可能占用，即獨(dú)占性和可再利用性。如一個(gè)企業(yè)董事長(zhǎng)這個(gè)位置，有人占著，你就得 靠邊站。當(dāng)然沒(méi)有人占的時(shí)候，也不一定能輪。到你，稀缺資源很難得到。如果同類資源有很多，你也許很容易得到資源的分配，比如說(shuō)一個(gè)企業(yè)骨干工程師的位置， 你努力一下，就可以得到。

我們?cè)谕ㄐ呕蛴?jì)算機(jī)里的資源大多數(shù)屬于這種性質(zhì)。計(jì)算機(jī)里內(nèi)存大小，硬盤空間大小、計(jì)算機(jī)的處理能力屬于這類資 源。只有對(duì)計(jì)算機(jī)的這些資源合理應(yīng)用，才能夠最大程度地發(fā)揮計(jì)算機(jī)的性能。這種資源的供求情況不是固定不變的，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的曲線，時(shí)高時(shí)低。舉個(gè)大學(xué)生畢業(yè)找工作的例子來(lái)說(shuō)。這一年，會(huì)計(jì)專業(yè)特別吃香，于是新上大學(xué)的人選擇會(huì)計(jì)專業(yè)。過(guò)兩年，這方面的人供給飽和了，很多人又找不著工作了。非常類似經(jīng)濟(jì)學(xué)里的供求關(guān)系變化的規(guī)律。

這種資源可分為公共資源和專用資源，就像企業(yè)里的辦公位置一樣，開放流動(dòng)辦公區(qū)誰(shuí)都可以坐，屬于公共資源(類似于在無(wú)線領(lǐng)域的公共信道)，而董事長(zhǎng)辦公間，一般人是不能進(jìn)去的，屬于專用資源(類似于在無(wú)線領(lǐng)域的專用信道)。

資源的分配可以分為兩種類型:一種是面向個(gè)體的資源分配(類似于無(wú)線里的面向單個(gè)連接的資源調(diào)度)，屬于微觀層面，如村子里的困難戶分配了100斤大米;另外一種是一定范圍的整體的資源分配(類似于無(wú)線里的面向小區(qū)的資源調(diào)度)，屬于略微宏觀一點(diǎn)的層面，比如為 了更好地優(yōu)化北京的交通擁堵狀況，公共汽車4毛錢起價(jià)，二環(huán)以內(nèi)私人停車費(fèi)加倍增收。

資源的分配一般遵循這樣三個(gè)步驟:一、調(diào)查;二、決策;三、執(zhí)行。

調(diào)查就是通過(guò)對(duì)資源利用的現(xiàn)狀進(jìn)行了解，收集有用情況，在無(wú)線領(lǐng)域就相當(dāng)于測(cè)量這個(gè)環(huán)節(jié);決策就是根據(jù)收集來(lái)的情況，判斷資源如何分配，就像在無(wú)線里根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行判決，看是否滿足資源調(diào)度的條件;決策完了以后，給出具體的資源分配方案，就需要執(zhí)行這個(gè)方案了。整個(gè)資源分配的步驟如圖所示。

無(wú)線資源就是這樣一類資源，它也具備獨(dú)占性、可再利用性、供求關(guān)系的動(dòng)態(tài)變化性等等。它的合理分配也應(yīng)該遵循如圖。

所示的三步走策略。無(wú)線資源管理最重要的三個(gè)功能就是:控制(指導(dǎo)如何測(cè)量)、計(jì)算(進(jìn)行判決)、資源分配(按照判決結(jié)果執(zhí)行)。

在無(wú)線通信系統(tǒng)里，最重要的資源就是功率資源，無(wú)線電波在一定功率下才能承載手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互。每個(gè)用戶都希望獲得最佳的無(wú)線服務(wù)質(zhì)量，希望有一定的功率資源保證，但是單個(gè)用戶的功率增加卻會(huì)影響到別的用戶，對(duì)整網(wǎng)性能有影響：就好比課堂一兩個(gè)人竊竊私語(yǔ)，但是一個(gè)人有些聽不清楚，要求對(duì)方提高嗓門，可對(duì)方一旦提高嗓門，又影響了別人的正常聽課。所以這兩人說(shuō)話的聲音需要做好功率控制，保證對(duì)方能夠聽到的同時(shí)，盡量降低對(duì)別人的影響。

信道資源是無(wú)線通信系統(tǒng)里最基本的資源。無(wú)線的物理信道可能由特定的時(shí)隙、頻率、碼道、空間通道組成，物理信道可以分為公共信道資源和專用信道資源，既然是資源，就不會(huì)是取之不盡、用之不竭的。如何合理利用和分配信道資源是關(guān)系到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的整體性能的優(yōu)劣的大事。

無(wú)線通信里功率資源和信道資源就像人的吃的資源和住的資源一樣重要，只不過(guò)無(wú)線通信里信號(hào)“吃"的是功率(吃少了，餓，沒(méi)有體力;吃多了，撐得慌)，"住"的是物理信道(住的地方少了，業(yè)務(wù)體驗(yàn)不佳;住的地方大了，成本太高)。

接下來(lái)就是無(wú)線信號(hào)的"行”的問(wèn)題。移動(dòng)通信過(guò)程中，用戶的最基本特點(diǎn)就是移動(dòng)性，用戶從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另外一個(gè)小區(qū)，必然涉及到原來(lái)小區(qū)資源的釋放和新進(jìn)入小區(qū)資源的獲取，就像我們換工作時(shí)需要辦理離職入職手續(xù)一樣。

遠(yuǎn)交近攻策略--遠(yuǎn)近效應(yīng)?

Near-Far effect

在古時(shí)候，國(guó)家和國(guó)家之間的關(guān)系也有遠(yuǎn)近效應(yīng)。鄰近國(guó)家的一舉一動(dòng)對(duì)本國(guó)的影響較大(距離基站近的終端對(duì)基站的影響大)，而距離較遠(yuǎn)的國(guó)家則對(duì)本國(guó)的影響 較少(距離基站遠(yuǎn)的終端對(duì)基站的影響小)。所以著名的軍事家都采用首先消弱鄰國(guó)實(shí)力，盡量結(jié)交偏遠(yuǎn)國(guó)家的“遠(yuǎn)交近攻”策略。遠(yuǎn)交近攻，是范雎說(shuō)服秦王的一句名言，出自《戰(zhàn)國(guó)策》。秦王采用結(jié)交齊國(guó)，首先攻打魏韓的戰(zhàn)略最終統(tǒng)一了中國(guó)。

在采用CDMA技術(shù)的無(wú)線制式里(GSM 無(wú)此效應(yīng))，當(dāng)基站同時(shí)接收到兩個(gè)距離不同的移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信號(hào)時(shí)，如果兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)采用相同的功率，那么距離近的移動(dòng)臺(tái)就會(huì)非常放肆，對(duì)周圍的無(wú)線環(huán)境造成嚴(yán)重干擾(鄰國(guó)強(qiáng)大不是好事啊!)，導(dǎo)致距離遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)無(wú)法正常通信。這個(gè)時(shí)候基站采用的策略就是“遠(yuǎn)交近攻”的策略。近處的減少對(duì)他的友好(降低功率)，而遠(yuǎn)端保持和他的友好(提高功率)。

你小聲點(diǎn)，別把人嚇著一一功率控制?

Power Contro

當(dāng)想把走在你前面的朋友張華叫住，你喊一聲他的名字:"喂，張華!"發(fā)現(xiàn)他沒(méi)聽著，你還會(huì)再提高嗓門喊他的名字。如果張華已經(jīng)聽到你的聲音，他告訴你:"你小聲點(diǎn)，別把人嚇著"，你就會(huì)降低聲音和他說(shuō)話。

功率控制的目的是在保證用戶最低通信質(zhì)量需求的前提下，盡量降低發(fā)射功率，使之到達(dá)接收端的功率最小，從而避免對(duì)其他用戶信號(hào)產(chǎn)生不必要的干擾，使整個(gè)系 統(tǒng)的容量最大化。因此，當(dāng)手機(jī)在小區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，它的發(fā)射功率需要進(jìn)行變化。當(dāng)它離基站較近時(shí)，需要降低發(fā)射功率，減少對(duì)其它用戶的干擾;當(dāng)它離基站較遠(yuǎn) 時(shí)，就應(yīng)該增加功率，克服路徑損耗的增加。功率控制可以降低小區(qū)內(nèi)和小區(qū)間用戶的相互干擾，降低手機(jī)功率消耗,增加手機(jī)待機(jī)時(shí)間。

功率控制中最重要的參數(shù)就是多長(zhǎng)時(shí)間功控一次和每次功控調(diào)整的步長(zhǎng)。功控時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致無(wú)線信號(hào)的電平跟不上無(wú)線環(huán)境的變化，突然的衰落和干擾會(huì)導(dǎo)致掉 話:功控時(shí)間越短越有利于無(wú)線信號(hào)應(yīng)對(duì)無(wú)線環(huán)境的變化，但會(huì)增加對(duì)系統(tǒng)計(jì)算能力和復(fù)雜性的要求。功控每次調(diào)整的步長(zhǎng)過(guò)小了，跟不上無(wú)線環(huán)境的變化;功控每 次調(diào)整的步長(zhǎng)不宜過(guò)大，增加功率過(guò)大導(dǎo)致功率供給大于功率需求，造成資源浪費(fèi)，引起干擾;降低功率過(guò)大導(dǎo)致信號(hào)電平降低過(guò)快，引起通話質(zhì)量下降，甚至掉 話。

功率調(diào)整的步長(zhǎng)一般宜采用“快升慢降”原則(如功率每次增加0.5dB，但需降低時(shí)，每次只降低0.2dB)。無(wú)線環(huán)境突然變壞，為了保證通話質(zhì)量，避免掉話，迅速將功率調(diào)上去，當(dāng)不需要這么大功率的時(shí)候，慢慢地把它降下來(lái)，這樣可以避免功率隨著無(wú)線環(huán)境反復(fù)大幅上升，大幅下降，引起不必要網(wǎng)絡(luò)性能惡化。

編輯：黃飛