无线网络信号传输与信号损伤的研究

郭强

【摘 要】无线网络在近几年已经逐渐成为应用最广泛的网络形式，尤其是随着无线终端的迅猛发展，包括笔记本、平板和手机等终端的广泛应用，导致无论是在公共场所和私人场所，无线上网已经在逐渐替代有线上网形式。随之无线通信技术也发展迅速，种类繁多，如蓝牙、WIFI、4G等技术。在这里主要探讨在无线通信的应用中，不同环境下的信号传输形式，以及影响无线信号损伤的因素。

【关键词】无线网络；信号传输；信号损伤

中图分类号： TN92 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）02-0074-002

0 引言

相较于有线网络，无线网络具有灵活、方便的特点，正是这种特点使无线网络契合了当今人们的生活方式，使得无线通信技术和移动终端设备得到了迅速的发展，涵盖了无线个域到无线广域网的各种应用，以及Ad Hoc网络、无线传感网等无线网络的特殊形式。但同时无线网络也存在自身的不足，最明显的缺陷是无线信号的传输容易受到外界因素的影响导致信号的衰减和损伤，有时会严重影响信息的传输效果。在这里通过讨论无线通信的不同方式和影响信号传输的因素，对无线网络的特点进行分析，为无线网络的下一步發展方向进行展望[1]。

1 无线信号传播

由于无线信号依靠电磁波进行传输，以空气为传输媒介，在日常生活中的电磁波按照波长的不同可以划分为不同的传播形式[2]。主要包含一下几种。

1.1 地波传播

顾名思义，地波传播无线信号让无线电波沿着地球的轮廓向前传播，地波的传播距离可以非常的远。所以这就要求地波的频率控制在一定的范围内，一般波频是在30-3MHz之间，是为了防止信号穿透大气层，导致信号强度的衰减，地波的传播主要是利用了电磁波传播时产生的电流，所以引起的波前上倾的原理，另一个原因是衍射的作用帮助信号能够绕过障碍物的阻隔。

1.2 天波传播

那么与地波相反，天波的传输需要依赖于大气层之外的设备来完成，最常见的是卫星，所以就需要电磁波信号能够穿透大气层，到达卫星进行信号的转发，一般信号的频率是在3-30MHz之间，像日常生活中的卫星电话、卫星电视则主要依靠天波进行信号的传播。

1.3 直线传播

直线传播信号是当前我们日常生活中因够用最为广泛的一种无线信号传播方式，直线传播的方式的传播距离较短，在一个可见的直线范围内，信号的频率通常是在30MHz之上，因为这个频段的信号无法通过地波或天波的形式进行远距离的传输，绕过障碍物阻隔进行传播的能力也很有限，因此对于传播的路径要求相对较高。

2 无线信号的损伤

影响无线通信发展的一个主要因素是无线信号的传播极易受到外界条件的影响，由于传播媒介为空气，因此传播环境的不确定会严重影响信号的质量，甚至会导致有些信号的传输结果成为无效。

因此要了解影响无线信号的因素有哪些，怎样影响了信号的质量，才能够针对性的提出解决方法。下面来了解影响信号质量的主要因素。

2.1 信号衰减

信号传播过程中强度的衰减是一个无可避免的自然现象。任何一种形式的能量在传播的过程中都会随着时间和传播距离而强度减弱，在无线通信的环境下，最低的限度是接收端接收到的信号不能够是真，是一个有效的信号，往往应用环境的不同对信号质量的要求也不一样，例如对音频信号的容忍限度就要比文字信号要高。一般选择在传播路径上添加i信号放大设备来应对这个问题。

2.2 空间损耗

在随着传播距离的增长，信号会进行发散，导致信号强度的衰减，在远距离的卫星通信中尤其严重，一般来讲信号的衰减遵循下面的规律。（下转第70页）

（上接第74页）

Pt为传送天线端的信号功率，Pr为接收天线端的信号功率，l 为波长，d 为两个天线间的传播距离，c 为光速。因此可以看出传输距离d与信号衰减的关系。

但是往往我们使用的天线都具有信号增益的功能，再考虑了这个因素之后，信号的衰减则遵循

其中At ，Ar分别为发送和接收天线的有效接收面积，对比这两个公式可以发现，信号的频率对信号的衰减产生了完全相反的影响，因此在高频信号传播中，受到天线增益的影响，信号的衰减在减小。

2.3 噪声

噪声指的就是有效信号之外的信息被添加到了所传递的信号当中，那接收端接收到的信息就会不准确，例如打电话时的杂音。噪声的产生主要是因为电子设备和传输媒介中的温度变化引起的，成为热噪声。热噪声是不可避免的，热噪声的大小与温度程正相关。所以希望噪声对信号的影响控制在可接受的范围内，通过信噪比来度量，即信号强度与噪声强度的比值。

除此之外，影响无线信号的强度的因素还有很多，例如信号波的折射，移动环境中信号的多路径传播等，都需要采取对应的方法来保证信号的质量。常用的方法包括信号编码、使用扩频技术、进行信号的差错控制等。

3 结束语

无线的广泛使用给生活带来了巨大的便利，同时也对无线通信技术提出了更高的要求，因此对无线网络通信的探索还有很长的路要走。

【参考文献】

[1]魏急波，王杉，赵海涛.认知无线网络：关键技术与研究现状[J].通信学报，2011（11）.

[2]郭宇宸认知无线网络关键性能分析[J].北京邮电大学，2014.