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一文明白什么是无线网络的信号衰减和干扰?

一文明白什么是无线网络的信号衰减和干扰?

从《详解无线网络的功率和信号强度》一文的计算公式可以看出,除了发射功率和天线增益对信号强度有增强的作用外,路径损耗和障碍物衰减会减弱信号强度,这些属于信号衰减范畴。另外环境中的干扰和噪声也会减弱信号强度,属于信号干扰的范畴。网络覆盖设计时应尽量减少不必要的信号衰减和干扰,提升信号强度,增加信号有效传输距离。

由于多数新增网络场景下通常没有信号干扰源存在,所以一般计算时不考虑干扰和噪声,如有信号干扰源,需要考虑计算。

信号衰减

无线信号在传输过程中信号强度会逐渐衰减。由于接收端只能接收识别一定阈值以上信号强度的无线信号,当信号衰减过大后,接收端将无法识别无线信号。下面介绍影响信号衰减的几个主要常见因素。

障碍物

障碍物是无线网络环境中最常见,对信号衰减影响非常显著的一个重要因素。日常环境中的各种墙壁、玻璃、门对信号都有不同程度的衰减,尤其是金属障碍物,很有可能完全阻隔、反射掉无线信号的传播。因此在网规的过程中,尽量避免各类障碍物遮挡AP。

传输距离

电磁波在空气中传播时,随传输距离的增加,信号强度会逐步衰减,直至消失。在传输路径上的衰减即为路径损耗。人们无法更改空气的衰减值,也无法避开空气传播无线信号,但是可以通过诸如合理增强天线端的发射功率、减少障碍物遮挡等方式来延长电磁波的传输距离。电磁波能传输的越远,无线信号就能覆盖更大的空间范围。

频率

对于电磁波来说,波长越短,衰减越严重。无线信号采用2.4GHz、5GHz或6GHz的电磁波发射信号,由于所使用的电磁波频率很高,波长很短,衰减会比较明显,所以通常传输距离不会很远。

另外,除了以上几个因素之外,如天线、数据传输速率、调制方案等也会影响到信号的衰减。

信号干扰

除了信号衰减会影响接收端对无线信号的识别外,干扰和噪声也会在一定程度上产生影响。通常使用信噪比或信干噪比来衡量干扰和噪声对无线信号的影响。信噪比和信干噪比是度量通信系统通信质量可靠性的主要技术指标,比值越大越好。

干扰是指系统本身以及异系统带来的干扰,如同频干扰、多径干扰。
噪声是指经过设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号,这种信号与环境有关,不随原信号的变化而变化。
信噪比SNR(Signal-to-noise Ratio),指的是系统中信号与噪声的比。

信噪比的表达方式为:

SNR = 10lg( PS / PN ),其中:
SNR:信噪比,单位是dB。

PS:信号的有效功率。

PN:噪声的有效功率。

信干噪比SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio),指的是系统中信号与干扰和噪声之和的比。

信干噪比的表达方式为:

SINR = 10lg[ PS /( PI + PN ) ],其中:
SINR:信干噪比,单位是dB。

PS:信号的有效功率。

PI:干扰信号的有效功率。

PN:噪声的有效功率。

在网络规划方案设计时,如果对SNR或SINR没有特殊要求,可以暂不考虑。如果有要求,则在网规设计进行场强信号仿真时,同时进行信干噪比仿真。

本文由 @老李 发布于弱电智能网 。

题图来自Unsplash,基于CC0协议

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