信息与通信工程 · 交互式仿真小程序

无线链路预算与香农容量可视化

本小程序围绕无线通信链路预算展开,支持交互式调整载波频率、通信距离、系统带宽、发射功率、天线增益、噪声系数、路径损耗指数和小尺度衰落模型,并实时展示路径损耗、接收功率、SINR、香农容量、频谱效率和覆盖状态。

路径损耗 链路预算 SINR 香农容量 Rayleigh / Rician 衰落

参数控制台

实时计算

典型场景

链路参数

信道与接收机

路径损耗 PL
-- dB
由载波频率、距离和传播环境共同决定。
接收功率 Pr
-- dBm
Pr = Pt + Gt + Gr − PL − 其他损耗。
SINR
-- dB
同时考虑热噪声、噪声系数和同频干扰。
香农容量
-- Mbps
理论上限:C = B log₂(1 + SINR)。
频谱效率
-- b/s/Hz
单位带宽可承载的信息速率。
覆盖判定
--
根据目标速率与当前容量比较。

容量—距离曲线

横轴为距离,纵轴为香农容量。拖动距离或频率后,可观察覆盖范围如何变化。
当前点已标出

链路预算分解

展示发射功率、天线增益、路径损耗、系统损耗对接收功率的贡献。

小尺度衰落样本

Rayleigh/Rician 会导致瞬时容量围绕平均值波动;无衰落时为水平线。

知识点说明与交互任务

PL(dB) = 32.4 + 20log10(fc/GHz) + 10nlog10(d/m)
Pr(dBm) = Pt + Gt + Gr − PL − Lsys
N(dBm) = −174 + 10log10(B/Hz) + NF
C(bit/s) = B log2(1 + SINR)
任务 1:选择“城市宏蜂窝”,逐渐增大距离,观察路径损耗和容量下降趋势。
任务 2:切换到“毫米波小区”,比较高频段在相同距离下的覆盖差异。
任务 3:提高天线增益或发射功率,判断容量提升主要来自功率域还是频域。
任务 4:切换 Rayleigh/Rician 衰落,观察瞬时容量波动对业务可靠性的影响。
路径损耗 链路预算 SINR 香农容量 衰落信道
点击“生成结果解释”,这里会根据当前参数自动生成一段可读分析。
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