RC_M03_Range and Coverage_PG_M

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2、c. 2003. 专业无线通信原理专业无线通信原理单元单元三：三：传送传送距离与覆盖范围距离与覆盖范围Module 3 : Range and Coverage3-2通过学习本单元，你可以通过学习本单元，你可以定义传送距离、覆盖范围。定义传送距离、覆盖范围。列出两种增加系统覆盖范围的方法。列出两种增加系统覆盖范围的方法。说明影响覆盖范围的因素、导致的问题以及可能说明影响覆盖范围的因素、导致的问题以及可能解决问题的方法。解决问题的方法。单元三单元三: 目的目的Module 3 : Range and Coverage3-3单元三单元三：主题主题双向无线对讲系统介绍双向无线对讲系统介绍( (单元一

3、单元一) )无线通信原理无线通信原理 频率与频谱频率与频谱 ( (单元二单元二) )传送距离与覆盖范围传送距离与覆盖范围( (单元三单元三) )为什么要使用对讲机系统为什么要使用对讲机系统以及对讲机如何运作以及对讲机如何运作无线通信设备无线通信设备静噪静噪基站控制基站控制转发器转发器无线对讲系统运作无线对讲系统运作电磁波频谱电磁波频谱频带特征频带特征选择适当的频带选择适当的频带 频谱管理频谱管理什么是传送距离什么是传送距离与覆盖范围与覆盖范围影响传送距离与影响传送距离与覆盖范围的因素覆盖范围的因素Module 3 : Range and Coverage3-4传送距离反映覆盖范围或有效性的范围

4、传送距离反映覆盖范围或有效性的范围。覆盖范围是用来表示涉及用户可以使用无线对讲覆盖范围是用来表示涉及用户可以使用无线对讲设备的范围和时间的统计概率。设备的范围和时间的统计概率。传送距离和覆盖范围传送距离和覆盖范围Module 3 : Range and Coverage3-5 无线对讲设备使用的频带无线对讲设备使用的频带 天线高度与位置天线高度与位置 系统工作的地形系统工作的地形 操作区电磁噪声的大小操作区电磁噪声的大小影响传送距离和覆盖范围的因素影响传送距离和覆盖范围的因素Module 3 : Range and Coverage3-6 选择频带的第一步是确定将要使用该无线对讲系统的用户属选

5、择频带的第一步是确定将要使用该无线对讲系统的用户属于何种类型。于何种类型。 需要考虑的主要问题是信道的实用性。需要考虑的主要问题是信道的实用性。频带频带影响传送距离与覆盖范围的因素（续一）影响传送距离与覆盖范围的因素（续一） Module 3 : Range and Coverage3-7天线高度和位置天线高度和位置影响传送距离与覆盖范围的因素（续四）影响传送距离与覆盖范围的因素（续四）Module 3 : Range and Coverage3-8无线通信系统的可用区域无线通信系统的可用区域影响传送距离与覆盖范围的因素（续三）影响传送距离与覆盖范围的因素（续三） Module 3 : Ran

6、ge and Coverage3-9盲区盲区由于无线电波沿着视线路径传播，地形起伏由于无线电波沿着视线路径传播，地形起伏会给通信带来许多困难会给通信带来许多困难。地形地形影响传送距离与覆盖范围的因素（续五）影响传送距离与覆盖范围的因素（续五）Module 3 : Range and Coverage3-10 在边缘地区噪声问题可能会很严重，如果所需信号与噪声相在边缘地区噪声问题可能会很严重，如果所需信号与噪声相比太弱，最终会被噪声淹没。比太弱，最终会被噪声淹没。 使用增益天线有助于解决这个问题。使用增益天线有助于解决这个问题。 电磁噪声电磁噪声影响传送距离与覆盖范围的因素（续六）影响传送距离与

7、覆盖范围的因素（续六）Module 3 : Range and Coverage3-11常规天线常规天线增益天线增益天线增益天线增益天线影响传送距离与覆盖范围的因素（续七）影响传送距离与覆盖范围的因素（续七） Module 3 : Range and Coverage3-12 设备：设备：发射机功率发射机功率接收机灵敏度接收机灵敏度天线增益天线增益其它其它 环境：环境：天线高度天线高度建筑或树密度建筑或树密度其它其它电缆和连接器损失电缆和连接器损失树损失树损失建筑群损失建筑群损失发射机功率输出发射机功率输出接收机灵敏度接收机灵敏度天线增益天线增益天线高度天线高度自身损失自身损失传播损失传播损失

8、为什么一些系统能够提供更好的范围覆盖？为什么一些系统能够提供更好的范围覆盖？覆盖范围的基本概念覆盖范围的基本概念（续一）（续一） Module 3 : Range and Coverage3-13功率功率发射机输出功率：发射机输出功率：假设假设 75 W, = 18.75 dBW1 W, = 0 dBW接收机灵敏度接收机灵敏度,假设假设 0.5 uV, = -143 dBW接收到的功率范围接收到的功率范围 - 必须高于接收机灵敏度必须高于接收机灵敏度信号的增益和损失，跟大信号的增益和损失，跟大气、地面、建筑物、天线气、地面、建筑物、天线等等因素有关。等等因素有关。增益增益损失损失可靠性边缘可靠

9、性边缘= 衰减边缘衰减边缘 从发射机发出一定功率的信号。从发射机发出一定功率的信号。 在发送信号最终到达接收机前，信在发送信号最终到达接收机前，信号要经历一系列的增益和损失。号要经历一系列的增益和损失。 增益增益增加功率，有助于信号传送增加功率，有助于信号传送地更远。地更远。 损失损失减少功率，缩短信号的传送减少功率，缩短信号的传送距离距离. . 只要信号超过接收机灵敏度的功率只要信号超过接收机灵敏度的功率，那么信号将被接收到。，那么信号将被接收到。覆盖范围的基本概念覆盖范围的基本概念Module 3 : Range and Coverage3-14覆盖范围的基本概念覆盖范围的基本概念天线类型

10、及增益天线类型及增益就像前面所提的，另一种增进对讲机覆盖范围的方法就是使用就像前面所提的，另一种增进对讲机覆盖范围的方法就是使用增益天线。增益天线。以下为全向天线提高增益的一例子。以下为全向天线提高增益的一例子。 dBd (dBd (与与偶极天线偶极天线相关的分贝相关的分贝) ) 是某频率的天线增益相对偶极天线是某频率的天线增益相对偶极天线的则量。的则量。 偶极天线的增益为偶极天线的增益为 0 0 dBddBd。 全向天线的增益为全向天线的增益为 0 0 dBidBi。 转换为转换为 dBddBd，要从全向增益中取出要从全向增益中取出 2.15 2.15 dBdB。0 dBi = -2.15

11、dBd0 dBi = -2.15 dBd实质上，全向天线带来实质上，全向天线带来 2.15 2.15 dBd dBd 增进系统覆盖范围的增益增进系统覆盖范围的增益。Module 3 : Range and Coverage3-15增加天线的高度会增进系统的覆盖范围。增加天线的高度会增进系统的覆盖范围。加倍天线的高度将会提高覆盖范围能力加倍天线的高度将会提高覆盖范围能力6 6dBdB。例：例：3 3dBdB内的变化相当于天线高度内的变化相当于天线高度1.4131.413倍的变化。倍的变化。公式：公式： dB dB 变化变化 = 20 log(h2/h1) = 20 log(h2/h1)天线高度天

12、线高度 覆盖的基本概念（续五）覆盖的基本概念（续五）Module 3 : Range and Coverage3-16自由空间中的损失是策划与设计通信系统必须留意的重要因素自由空间中的损失是策划与设计通信系统必须留意的重要因素。当电磁波能量从发射天线传播时，会出现损失，或通常称为传当电磁波能量从发射天线传播时，会出现损失，或通常称为传播损失。损失可能由于建筑物或树木等播损失。损失可能由于建筑物或树木等任何物体的阻碍任何物体的阻碍而发生而发生。不过，即使没有阻碍，在大气不过，即使没有阻碍，在大气自由空间中也会引起损失。这一自由空间中也会引起损失。这一来，接收者所收到的传输，比发送的来，接收者所收

13、到的传输，比发送的 5 5W W 显著的少。显著的少。自由空间中的损失自由空间中的损失 覆盖的基本概念（续五）覆盖的基本概念（续五）5W0.5WModule 3 : Range and Coverage3-17盖旁磁贴-2.4 dB车顶磁贴-0.2 dB盖旁磁贴-2.8 dB行李箱旁磁贴-3.4 dB车顶磁贴-0.2 dB车顶固定安装(REF.) 0.0 dB玻璃上-0.5 dB玻璃上-1.2 dB行李箱固定安装-2.1 dB玻璃上-2.6 dB行李箱旁支架-3.3 dB移动天线增益移动天线增益覆盖的基本概念（续六）覆盖的基本概念（续六）Module 3 : Range and Coverag

14、e3-18Module 3 : Range and Coverage3-19传送距离反映覆盖范围或有效性的范围。传送距离反映覆盖范围或有效性的范围。覆盖范围是用来表示涉及用户可以使用无线通信设备的范围和时间的统计概率。覆盖范围是用来表示涉及用户可以使用无线通信设备的范围和时间的统计概率。影响传送距离与覆盖范围的因素：影响传送距离与覆盖范围的因素：无线通信设备使用的频带无线通信设备使用的频带所用天线的类型所用天线的类型系统所在区的地形系统所在区的地形总体工作区电磁噪声的大小总体工作区电磁噪声的大小影响频带选择的因素包括影响频带选择的因素包括天线所在地的实用性天线所在地的实用性地区未来的发展地区未

15、来的发展电磁噪声环境电磁噪声环境频率的有效性频率的有效性单元三总结单元三总结Module 3 : Range and Coverage3-20无线系统的传送距离受很多不同因素影响。最严重的因素有无线系统的传送距离受很多不同因素影响。最严重的因素有 基站基站 天线高度和位置天线高度和位置在边缘地带，增加发射机功率能增加无线设备天线的接收能力，并且有助在边缘地带，增加发射机功率能增加无线设备天线的接收能力，并且有助于克服噪声。于克服噪声。天线增益由在特殊方向上的信道天线正常辐射完成，并且可以扩展覆盖的天线增益由在特殊方向上的信道天线正常辐射完成，并且可以扩展覆盖的范围。范围。单元三总结（续一）单元

16、三总结（续一）Module 3 : Range and Coverage3-21你将有你将有1515分钟的时间来回答下列问题，然后分钟的时间来回答下列问题，然后全班进行讨论全班进行讨论Module 3 : Range and Coverage3-22 是车台与发射天线之间的距离是车台与发射天线之间的距离。扩大覆盖范围的两种方法是：扩大覆盖范围的两种方法是：对讲电话的覆盖范围是指对讲电话的覆盖范围是指在无线系统中，发射机中音频被加在无线信号后，被发送到在无线系统中，发射机中音频被加在无线信号后，被发送到频带频带b.信道数信道数天线位置天线位置d.功率输出功率输出单元三测验单元三测验Module

17、3 : Range and Coverage3-23天线装得越高，覆盖范围就越大天线装得越高，覆盖范围就越大对对错错下列因素中哪一项不影响频带选择？下列因素中哪一项不影响频带选择？频率的有效性频率的有效性b.噪声环境噪声环境地区未来的发展地区未来的发展d.以上各项都不对以上各项都不对哪个频带适于用于覆盖农村哪个频带适于用于覆盖农村? VHF 低段低段b. VHF 高段高段UHF d.800/900 MHz一个无线通信系统的传送距离限定在无线通信天线一个无线通信系统的传送距离限定在无线通信天线(视线视线)之内。之内。 对对 错错单元三测试（续一）单元三测试（续一）Module 3 : Range and Cov