Signal Lab / 01无线传播可视化实验室
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看得见的无线信道

无线电波看不见,但它留下了痕迹。拖动接收机,改变环境和参数,通过浏览器本地的实时计算,观察每一条多径射线如何共同决定信号的命运。

自由空间损耗 多径干涉 星座图 链路预算
传播场景 / PROPAGATION SCENE REAL-TIME
直射路径 反射路径 受阻路径
接收功率 · RX POWER
−68.2
dBm · 越接近 0 越强
信噪比 · SNR
24.8
dB · 判决可靠程度
误码率 · BER
1.2e−7
错误比特 / 总比特数
链路状态 · LINK
卓越
RMS 时延扩展 25.0 ns
频率选择性衰落|H(f)|
−B/2频率偏移+B/2
多径冲激响应h(τ)
0 ns传播时延300 ns
接收星座图QPSK
同相 I噪声 + 衰落正交 Q
!

链路工程师挑战尚未启动

点击“发起挑战”,在城市遮挡场景中把 SNR 恢复到 15 dB 以上。

STANDBY
BEHIND THE SIGNAL

多径为什么会造成衰落?

01 / 路径损耗

距离与频率都要付出代价

波传播得越远,能量铺展得越开;同时,频率越高(波长越短),在相同距离下捕获能量的有效面积越小,导致自由空间损耗更大。

$$ \text{FSPL} = 32.44 + 20\log_{10}(d_{km}) + 20\log_{10}(f_{MHz}) $$
02 / 相干叠加

同一信号,可能帮忙也可能“拆台”

反射波比直射波多走了一段路程,到达时相位发生偏移。在不同频率点上,它们有时同相叠加(增强),有时反相叠加(抵消),形成深衰落槽。

$$ H(f) = \sum_{i} a_i \cdot e^{-j2\pi f \tau_i} $$
03 / 判决误差

星座点越散,误码风险越高

热噪声和信道畸变让理想的星座点散开形成云团。高阶调制(如 64QAM)的点间距更小,在相同的信噪比下,更容易跨越判决边界发生误判。

$$ \text{BER}_{\text{QPSK}} \approx Q\left(\sqrt{\frac{2E_b}{N_0}}\right) $$
QUICK START

如何操作

不需要安装,也不需要联网。所有计算、信道建模与实时绘图均在您的浏览器本地利用 JavaScript 与 Canvas 高效完成。

01 拖动场景中的接收机 RX观察物理距离变化怎样直接改变路径损耗和最终的信号质量。
02 切换环境与建筑遮挡比较开阔区、城市峡谷、室内走廊及雨天对多径时延扩展和衰落深度的影响。
03 调节频率、功率和带宽寻找链路预算中物理量之间的博弈取舍,观察下方三幅专业图表的同步变化。
04 完成链路工程师挑战点击挑战按钮,在严苛的约束条件下,利用你学到的原理把濒临断联的链路抢救回来。
✅ 挑战完成!链路已恢复。
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