WiFi傳輸距離計(jì)算

1、一、dBmdBmVdBuV 換算關(guān)系dBm=10log(Pout/1mW) ，其中Pout是以mW為單位的功率值dBmV=20log(Vout/1mV) ，其中Vout是以mV為單位的電壓值 dBuV=20log(Vout/1uV) ，其中Vout是以u(píng)V為單位的電壓值 換算關(guān)系：Pout = Vout >Vout/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm, R 為負(fù)載阻抗dBuV=60+dBmV傳輸距離其實(shí)是個(gè)傳輸損耗的問題。一一來自移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信教科書0、相對(duì)介電系數(shù)和相對(duì)假設(shè)現(xiàn)在電磁波在自由空間傳輸(可以理解為真空，標(biāo)準(zhǔn)概念是具有各向同性、電導(dǎo)率為 磁導(dǎo)率均恒為1的特點(diǎn)

2、的理想空間)假設(shè)發(fā)射功案為PT，接收功率為Pr,那么定義偉輸損耗L麝為發(fā)射功率與接受功率的比(Pt/Pr) 接受功率為有/面租乘功率密度。出室*心*留隊(duì)S - PtGt / 4<72功率密度為S，計(jì)算為T T其中Gt為發(fā)肘機(jī)憎益，d為傳輸距離。即發(fā)射機(jī)輻射為一個(gè)球，功章在球面上的分布密度。有效面租計(jì)算式為4 = 3 / SGr項(xiàng)2其中是波長的平方，G是接收機(jī)培益，將上面兩個(gè)式子代入傳輸損轉(zhuǎn)的公式我們可以得到尸4 7Td上=10也=20也(丁)Pr2所以們可以看到發(fā)射功率Pt與傳輸距離的平方成正比，與波長的平方成反比，即假設(shè)要保證相同的接受功率(即說明書上常見的接收靈敏度，低于這個(gè)值設(shè)備就

3、檢測(cè)不到信號(hào)了)情況下，距離越遠(yuǎn)，需要的發(fā)射功率越大。(二、無線通信距離的計(jì)算這里給出自由空間傳播時(shí)的無線通信距離的計(jì)算方法：所謂自由空間傳播指天線周圍為無限大真空時(shí)的電波傳播， 它是理想傳播條件。電波在自由空間傳播時(shí)，其能量既不會(huì)被障礙物所吸收，也不會(huì)產(chǎn)生反射或散射。通信距離與發(fā)射功率、接收靈敏度和工作頻率有關(guān)。Lfs(dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs為傳輸損耗，d為傳輸距離，頻率的單位以MHz計(jì)算。由上式可見，自由空間中電波傳播損耗(亦稱衰減)只與工作頻率f和傳播距離d有關(guān)，當(dāng)f或d增大一倍時(shí)，Lfs傳播損耗將分別增加6dB.下面的公式說明在自由空間下

4、電波傳播的損耗Los=32.44+20lgd(Km)+20lgf(MHz)Los是傳播損耗，單位為dBd是距離，單位是 Km , f是工作頻率，單位是 MHz下面舉例說明一個(gè)工作頻率為433.92MHz，發(fā)射功率為+ 10dBm(10mW)，接收靈敏度為-105dBm 的系統(tǒng)在自由空間的傳播距離：1. 由發(fā)射功率+10dBm，接收靈敏度為-105dBmLos=115dB2. 由 Los、f計(jì)算得出d=30公里這是理想狀況下的傳輸距離，實(shí)際的應(yīng)用中是會(huì)低于該值，這是因?yàn)闊o線通信要受到各種外界因素的影響，如大氣、阻擋物、多徑等造成的損耗，將上述損耗的參考值計(jì)入上式中，即可計(jì)算出近似通信距離。假定大

5、氣、遮擋等造成的損耗為25dB ,可以計(jì)算得出通信距離為：d=1.7公里結(jié)論：無線傳輸損耗每增加6dB,傳送距離減小一倍實(shí)際模擬無線網(wǎng)卡在混凝土大廈里使用的情形:大城市市區(qū)一般鋼筋混土框架建筑物，貫穿損耗中值為標(biāo)準(zhǔn)偏差7WB,郊區(qū)同類建筑物， 貫穿損耗中值為13-ldB,標(biāo)準(zhǔn)偏差95北。常見的2.4G無線網(wǎng)卡，信道6的時(shí)候，在市區(qū)內(nèi)一般鋼筋混凝土框架建筑物傳輸距離。各類損耗的確定建筑物的貫穿損耗建筑物的貫穿損耗是指電波通過建筑物的外層結(jié)構(gòu)時(shí)所受到的衰減，它等于建筑物外與建筑物內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)中值之差。建筑物的貫穿損耗與建筑物的結(jié)構(gòu)、門窗的種類和大小、樓層有很大關(guān)系。貫穿損耗隨樓層高度的變化，一般為-2

6、dB/ 層，因此，一般都考慮一層（底層）的貫穿損耗。下面是一組針對(duì)900MHz頻段，綜合國外測(cè)試結(jié)果的數(shù)據(jù)：-中等城市市區(qū)一般鋼筋混凝土框架建筑物，貫穿損耗中值為 10dB,標(biāo)準(zhǔn)偏差7.3dB;郊區(qū)同類建筑物，貫穿損耗 中值為5.8dB，標(biāo)準(zhǔn)偏差 8.7dB。-大城市市區(qū)一般鋼筋混凝土框架建筑物，貫穿損耗中值為18dB,標(biāo)準(zhǔn)偏差7.7dB;郊區(qū)同類建筑物，貫穿損耗中值為13.1dB,標(biāo)準(zhǔn)偏差 9.5dB。-大城市市區(qū)一金屬殼體結(jié)構(gòu)或特殊金屬框架結(jié)構(gòu)的建筑物，貫穿損耗中值為27dB。由于我國的城市環(huán)境與國外有很大的不同，一般比國外同類名稱要高8-10dB。對(duì)于1800MHz,雖然其波長比900M

7、Hz短，貫穿能力更大，但繞射損耗更大。因此，實(shí)際上， 1800MHz的建筑物的 貫穿損耗比900MHz的要大。GSM規(guī)范3.30中提到，城市環(huán)境中的建筑物的貫穿損耗一般為15dB,農(nóng)村為10dB。一般取比同類地區(qū) 900MHz的貫穿損耗大5-10dB。 人體損耗 對(duì)于手持機(jī)，當(dāng)位于使用者的腰部和肩部時(shí)，接收的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)比天線離開人體幾個(gè)波長時(shí)將分別降低4-7dB和1-2dB。 一般人體損耗設(shè)為 3dB。 車內(nèi)損耗 金屬結(jié)構(gòu)的汽車帶來的車內(nèi)損耗不能忽視。尤其在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市，人的一部分時(shí)間是在汽車中度過的。一般車內(nèi)損耗為8-10dB。饋線損耗 在GSM900中經(jīng)常使用的是 7/8"的饋線

8、，在1000MHz的情況下，每100米的損耗是4.3dB;在2000MHz的情況下， 每100米的損耗則為 6.46dB,多了 2.16個(gè)dB。附1:天線口徑和2.4G頻率的增益0.3m 15.7DBi0.6m 21.8DBi0.9m 25.3DBi1.2m 27.8DBi1.6m 30.3DBi1.8m 31.3DBi2.4m 33.8DBi3.6m 37.3DBi4.8m 39.8DBi附2:空間損耗計(jì)算公式Ls=92.4+20Logf+20Logd附3:接收?qǐng)鰪?qiáng)計(jì)算公式Po-Co+Ao-92.4-20logF-20logD+Ar-Cr=Rr其中Po為發(fā)射功率，單位為dbm. Co為發(fā)射端

9、天線饋線損耗.單位為db. Ao為天線增益 單位為dbi. F為頻率.單位為GHz. D為距離，單位為KM. Ar為接收天線增益.單位為dbi. Cr為接收端天線饋線損耗.單位為db. Rr為接收端信號(hào)電平.單位為dbm.例如:AP發(fā)射功率為17dbm(50MW).忽略饋線損耗.大線增益為10dbi.距離為2KM.接收大線增益為10dbi.到達(dá)接收端 電平為 17+10-92.4-7.6-6+10=-69dbm附4: 802.11b接收靈敏度22 Mbps (PBCC): -80dBm11 Mbps (CCK): -84dBm5.5 Mbps (CCK): -87dBm2 Mbps (DQPSK): -90dBm1 Mbps (DBPSK): -92dBm(典型的測(cè)試環(huán)境：包錯(cuò)誤率PER < 8響大?。?024，測(cè)試溫度：25C + 5C)附5: 802.11g接收靈敏度54Mbps (OFDM) -66 dBm48Mbps (OFDM) -64 dBm36Mbps (OFDM) -70 dBm24Mbps (OFDM) -72 dBm18Mbps (OFDM) -80 dBm12Mbps (