无线电波传播：频段、方式、衰落|瑞利分布、瑞利衰落非复制的解释

1）无线电设备参数确定
频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率、系统间的电磁干扰→确认无线电设备的参数。

2）不同频段的传播特性
频率范围：10kHz~300GHz
①频率越低，传播损耗越小，距离远，绕射能力强。但是资源紧张。用于广播、电视、寻呼。
②频率越高，距离近，成本高。但资源丰富。

3）无线电传播方式
①直射：在自由空间（理想的无限大的空间）的传播方式，仅考虑扩散引起的损耗。
传播损耗_自由空间传播损耗Lp = 32.4+20log(f MHz)+20log(d km)
从公式可以看出，它和频率与距离有关。
②反射：当遇到比波长（手机信号的波长是0.3m）大得多的物体（地面、建筑物、墙壁），发生散射。
反射损耗

表面性质	水面	稻田	城市山地森林
等效反射系数	0.9~1	0.6~0.8	0.1~0.2
反射损耗（dB）	0~1	2~4	14~20

③绕射：传播路径有尖锐的边缘阻挡，无线电传播到阻挡物后面。
④散射：当遇到比波长小的物体，且单位体积内存在较多该物体。（粗糙表面）

4）无线电波衰落
①衰落原因：传播复杂，存在直射、反射、绕射和散射。
②基站高，传得远，避免地面损耗。
③频率高，传播损耗低，传输远。

5）衰落类型
按照衰落影响
①平均路径损耗——平均接收信号强度于距离的次幕成正比。
②阴影衰落（慢衰落）——移动平台经过不同障碍物遮挡，局部中值点评和地点、时间以及移动台速度进行平缓变化。
③多径衰落（快衰落）——多径传输，随移动平台起伏变化。

按传输时经历的衰落
①大尺度衰落——距离引起的信号衰减。
②中尺度衰落——强度中值的慢速变化。
③小尺度衰落——瞬时
值快速变化。

按场强变化作用时间
①慢衰落：强度中值随地理变化缓慢。
②快衰落：随地理变化很大。

蜂窝环境受到的影响：①多径，短期衰落，快衰落；②路径衰减，长期衰落，慢衰落。
因为：衰落=快衰落（符合瑞利分布）+慢衰落（满足对数正态分布）

瑞利分布：（描述没有直射的衰落信道）当一个随机二维向量的两个分量呈独立的、均值为0、有着相同的方差的正态分布时，这个向量的模呈瑞利分布。在描述城区环境的衰落信道时，由于城区中建筑物众多，使得信号不能直接从发射端达到接收端（没有直射），而是从发射端经过一系列反射、折射、衍射等多条路径后达到接收端，认为所有到达波的方向任意且所有路径的平均功率相同。

瑞利衰落特性

其中幅度r的概率分布为

关于瑞利分布的疑问：

1）为啥两个高斯分布的信号组合成了一个带尾巴（右边有拖尾）的分布
以下全是二郎的口述分析，当然数学证明更快，只是那样大家都不想看了。
因为这里是z2=x2+y2，幅度：z=根号（x+y）。
比如说，以前x=4的概率和x=6的概率都是0.2，在x=5时，概率为0.4，y也如此，关于分布的中心5对称。
那么现在z的最大概率应该时x最大概率和y最大概率的时候，也就是z=根号（25+25）=根号（2）*5=7。
在z=7时，概率最大。
z=根号（16+16）=根号（2）*4=5.7；z=根号（36+36）=根号（2）*6=8.5；
7-5.7=1.3；8.5-7=1.5。显然，概率相等的两个点，距离函数的“中心”不是一样的距离了，右侧更远一些，所以右侧发生了拖尾。

2）为啥信号符合瑞利衰落呢？
因为这里说的信号没有直射信号，都是来自于其他方式的非直射信号，且信号都满足高斯分布。同时两个正交信号的组合，其幅度是两个信号幅度的平方和开根号，满足瑞利分布公式。

6）调制

其实一张图就足以让我们明白了，我们是如何用我们的电磁波携带信号的。
它携带10信号，在0的时候是原来的载波，在1的时候，幅值增加。