无线通信电波传播：理论、建模与仿真解析

"自由空间的传播-psat-2.0.0-ref-中文说明书" 在无线通信领域，自由空间传播是研究的基础，特别是在卫星通信和微波视距通信中。自由空间是指没有物质干扰的理想环境，电磁波在其中传播时不遭遇反射、折射、散射或吸收，仅因扩散导致能量损耗。这种损耗可以通过公式 (3-2-1) 来计算，即 \( L = \frac{P_t}{G_t G_r} \left(\frac{\lambda}{4\pi d}\right)^2 \)，其中 \( P_t \) 是发射功率，\( G_t \) 和 \( G_r \) 分别代表发射天线和接收天线的增益，\( \lambda \) 是波长，而 \( d \) 是发射天线与接收天线之间的距离。系统损耗因子 \( L \) 与传播无关。 天线增益可以用有效截面积来表示，发射天线的增益 \( G_t \) 如公式 (3-2-2a) 所示，即 \( G_t = \frac{4\pi A_t}{\lambda^2} \)，接收天线的增益 \( G_r \) 同理，如公式 (3-2-2b) 所示，即 \( G_r = \frac{4\pi A_r}{\lambda^2} \)，\( A_t \) 和 \( A_r \) 分别为发射天线和接收天线的有效截面积。 波长 \( \lambda \) 与频率 \( f \) 通过光速 \( c \) 相关联，由公式 \( \lambda = \frac{c}{f} \) 得出，其中 \( c \) 是光速，通常约为 \( 3 \times 10^8 \) 米/秒。 移动通信的无线传播环境比固定无线通信更为复杂，因为移动通信涉及到多路径效应、遮挡物的影响以及用户和基站的动态变化。为了理解和设计移动通信系统，必须考虑特定的传播环境和地理特征，比如室外传播模型（包括视线传播和非视线传播）、室内无线传播以及小尺度衰落信道等。 本书详细讨论了这些方面，涵盖了概率论、随机过程和矩阵理论等基础概念，用于分析无线传播环境。此外，还探讨了大尺度传播模型和小尺度衰落模型，包括空-时矢量信道模型和MIMO信道模型，这些都是现代移动通信系统的关键技术。书中不仅提供了理论分析，还包含了大量实例和仿真结果，对实际工程应用具有很高的指导价值。 本书适合无线通信领域的工程师、研究人员和高校师生阅读，可帮助他们掌握无线传播环境的特征、分析方法、建模和仿真技术，同时书中还介绍了这些理论在无线通信工程设计中的应用，对于移动通信网络的规划和优化具有实际意义。尽管无线传播环境的理论和技术仍在不断发展，但本书提供的内容能够为读者提供一个全面且深入的起点。