[分享] 无线信号传输的三类损耗和四种效应和技术概览

三种损耗
路径传播损耗：又称衰耗，电磁笔在宏大范围（千米级）空间传播的损耗。它反映传播在空间距离的接收信号电平的变化趋势。
大尺度衰落损害：电波在传输路径上受到建筑物和山丘等阻挡所产生的阴影效应而产生的损耗。它反映中等范围内数百波长量级接受电平的均值变化而产生的损耗，一般遵从正态分布，因变化率较慢，又称慢衰落。
小尺度衰落损耗：因多径传播产生的损耗。反映微小范围内数十波长量级接受电平的均值变化而产生的损耗，一般遵从瑞利或莱斯分布。变化率比慢衰落快，又称快衰落。
四种效应
阴影效应:由于大型建筑物和其他物体阻挡，在点播接收区域产生传播半盲区，类似于太阳光受阻挡后产生的阴影。光的波长较短，因此阴影可见。电磁波波长较长，阴影不可见，但接收端和专用仪表壳测出来。
远近效应：由于接收用户的随机移动性，移动用户与基站之间的距离也是随机变化的，若移动用户发射功率一样，那么到达基站的信号强度将不同，离基站近的信号强，远的弱。通信系统中的非线性将进一步加重信号强弱的不平衡性，甚至出现以强压弱，使弱者（离基站远）掉话现象。通常称这一现象为远近效应。
多径效应：由于接收者所处地理环境复杂，使得接收道的信号不只有直射波的主径信号，还有从不同建筑物反射和绕射过来的多条不同路径信号，而且他们到达时的信号强度，到达时间，和到达时载波相位也不同。所接收到的信号是上述各路径信号的矢量和，也就是说多径信号之间可能产生自干扰，这类干扰称为多径干扰或多径效应。这类干扰非常复杂，有时根本接收不到主径直射波，收到的是连续反射波等。
多普勒效应：由于接收用户处于高度移动中，如车载通信时传播频率的扩散而引起的，其扩散程度与用户运动速度成正比。这一现象只产生在高速（>=70km/h）车载通信时。
无线通信技术概览
1.蓝牙（英语：Bluetooth）
全球适用：蓝牙工作在2.4GHz的ISM频段，全球大多数国家ISM频段范围是2.4到2.4835GHz，适用该频段无需向各国无线电资源管理部门申请许可证。
可同时传输语音和数据。
临时性对等连接。在网络中分为主从设备。几个蓝牙设备可组成皮网（又名微微网）。通过时分复用技术，一个蓝牙设备科同时与不同皮网保持同步。即某一时刻参与某一皮网，下一时刻参与另一皮网。
良好的抗干扰能力。工作在ISM频段的设备有家用微波炉，无线局域网WLAN等，为了很好的抵抗来自这些设备的干扰，蓝牙采用跳频方式扩展频谱，将2.402到2.48GHz频段分成79个频点，相邻频点间隔1MHz。蓝牙设备在某个频点发送数据之后，再跳到另一个频点发送，而频点的排列顺序是伪随机的，每秒频率改变1600次，每个频率持续625us。
低功耗。蓝牙设备在通信连接下，有四种工作模式：激活，呼吸，保持，休眠。激活模式是正常工作模式，另外三种是为了节能所规定的低功耗模式。
2.Wi-Fi（英语：Wireless Fidelity 无线保真）
无线电波覆盖范围广。基于蓝牙的电波覆盖范围非常小，半径大概只有15m，而Wi-Fi高达100m。
传输速率快。Wi-Fi CERTIFIED ac认证打破了千兆速率屏障。
3.IrDA（英语：Infrared Data Association 红外数据协会）
无须专门申请特定频率的使用执照。
体积小，功率低。
采用点到点连接，数据传输干扰小。速率可达16Mbps。
缺点：IrDA是视距传输，中间不能有阻挡。且红外线LED并非十分耐用。

4.ZigBee
速率低，20到250kbps。专注于低传输应用。基本速率250kbps，降低到25kbps，传输范围可扩大到134m。
功耗低。
网络容量大。ZigBee网络最多可支持255个设备。即每个设备可与其他254个连接。
有效范围小，10到75米之间，视发射功率和应用模式而定。
工作频段灵活，使用的频段分别为2.4GHz，868MHz（欧洲），及915MHz（美国），均为免执照频段。
5.RFID（英语：Radio-frequency identification 射频识别）
电子标签的小型化和多样化。
可重复使用的电子标签。
6.NFC（英语：Near-field communication 近场通信）
和RFID不同，NFC采用双向识别和连接，工作频率为13.56MHz，工作距离在20cm内。
距离近，能耗低。
安全性。近距离连接，私密通信方式。
与现有非接触智能卡技术兼容。
传输速率低。NFC标准规定了三种传输速率，最高仅为424kbps。
7.UWB(英语：Ultra Wide Band 超宽带)
低功耗，低干扰，高速传输。
无线载波通信技术。它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此，其所占的频谱范围很宽。美国FCC对UWB的规定为：在3.1到10.6GHz中占用500MHz以上的带宽。他在非常宽的频谱范围内采用低功率脉冲传输数据而不会对常规窄带无线通信系统造成大的干扰，并可充分利用频谱资源。
UWB尤其适合近距离内传输大量多媒体数据，并拥有穿透障碍物的突出优点。
8. 60GHz
随着HDTV（高清晰度电视）的广泛应用及个人手持设备和电脑之间的海量交互，必须研究新的无线通信技术来满足要求。这些应用主要现在2至20m范围提供传输速率几Gbps甚至几十Gbps的无线传输。60GHz毫米波技术为这种高速传输提供了有效手段。与我们熟知的802.11n（工作在2.4GHz和5GHz）和802.11ac（工作在5GHz频段）不同的是，802.11ad工作在60GHz频段。这个频段的好处就是带宽大且无干扰。60Ghz技术可轻松达到7Gbps。此外，60GHz还有还在容量，延迟方面有着其他技术无法比拟的优势。
当然60GHz也有自己的软肋。我们知道频段越高，穿透物体的能力越差。工作在60GHz频段的802.11ad，基本不具备穿墙能力。
9. Z-Wave
Z-Wave是一种新兴的基于射频，低成本，低功耗，高可靠，适于网络的短距离无线通信技术。其工作频带为868.42（欧洲）到908.42MHz（美国），采用FSK（BFSK/GFSK）调制方式，信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合窄带应用场合。Z-Wave有力的推动低速无线个域网（WPAN）发展。
其他短距离无线通信技术还有诸如HomeRF，无线1394，可见光通信，ad hoc（自组织网络）技术等。