設(shè)計(jì)無線通信系統(tǒng)的最重要因素之一是射頻(RF)信號(hào)將如何在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間傳播。雖然這對(duì)許多人來說似乎很明顯,但現(xiàn)實(shí)生活中的部署往往不是那么簡單。理想情況下,兩個(gè)端點(diǎn)之間的直視(LOS)是理想目標(biāo),但這是不切實(shí)際的,尤其是在工業(yè)環(huán)境、擁擠的城市環(huán)境,甚至是辦公室中。農(nóng)村地區(qū)存在影響傳播的獨(dú)特季節(jié)性問題。這甚至?xí)尳?jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員感到困惑。
并非總是能夠提供直視(LOS)傳輸。這就會(huì)導(dǎo)致反射,稱為多徑傳播,需要專門的傳輸和接收方法。非直視(NLOS)和超視距(BLOS)是可以成功處理以提供魯棒和安全鏈路的其他傳播情況。
LOS是指發(fā)射機(jī)可以看到接收機(jī),或者至少每個(gè)發(fā)射機(jī)的天線可以看到彼此,這是視覺上的直視線。這也是一個(gè)理想的情況。重要的是要記住,最短的信號(hào)波長比最長的光波長長幾千倍。這意味著視覺清晰的直視線不一定等同為無線電信號(hào)傳輸?shù)闹币暰€(LOS),反之亦然。
為了實(shí)現(xiàn)可靠的射頻鏈路,必須進(jìn)行仔細(xì)的規(guī)劃,包括無線電路徑研究,以及設(shè)備和天線位置的明智選擇。發(fā)射機(jī)可以使用在所有方向上發(fā)射的全向天線。接收天線也可以是全向天線,但在許多情況下,為了增加接收可用信號(hào)的可能性,可以使用定向天線。
對(duì)于兩點(diǎn)之間的專用鏈路,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路將使用定向天線來縮小波束寬度,以避免干擾并增加信號(hào)的有效強(qiáng)度。在最終系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前,必須考慮所有這些因素。設(shè)計(jì)師還應(yīng)該意識(shí)到一些可能的有害因素:第一菲涅耳區(qū),地面反射,水面反射,地球曲率,大氣等等。
超視距(BLOS)傳播是NLOS的一種特殊情況,通常在被地球凸起、地形或其他障礙物阻擋的非常長距離通信鏈路中遇到。超視距BLOS和非視距NLOS幾乎是相同的條件。
克服這些條件的方法使用相同的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的通信鏈路。中遠(yuǎn)程鏈路最常見的方法是無源和有源中繼器,它們接收來自始發(fā)發(fā)射機(jī)的信號(hào),并重復(fù)該信號(hào)以增加距離。無源中繼器不會(huì)放大信號(hào);它們將其反射到期望的區(qū)域中。無源中繼器用于將信號(hào)射向被地形隔離的區(qū)域,例如山谷中的社區(qū)或被丘陵或山脈包圍的山谷。
如果原始信號(hào)足夠強(qiáng),足以承受傳輸損失(傳播損失),則無源中繼器是有用的,傳播的信號(hào)根據(jù)“平方反比規(guī)則”減小,該規(guī)則規(guī)定信號(hào)強(qiáng)度與與發(fā)射機(jī)距離的平方成反比,當(dāng)與發(fā)射機(jī)的距離加倍時(shí),信號(hào)衰減四倍。
有源中繼器接收、放大并重新發(fā)送信號(hào)。在大多數(shù)情況下,NLOS傳播減緩。有源中繼器更常用于增加距離,同時(shí)保持信號(hào)質(zhì)量。
處理NLOS/BLOS的其他方法是對(duì)流層散射和電離層傳播,它使用地球大氣層作為反射器在地平線上傳播射頻。對(duì)流層散射可以增加480公里的射程;電離層傳播可以覆蓋3200公里以上。這兩種方法都容易受到大氣條件的影響,在磁暴(如CME)期間都會(huì)受到極大的影響。