無線傳輸距離計算
Pr(dBm) = Pt(dBm) - Ct(dB) + Gt(dB) - FL(dB) + Gr(dB) - Cr(dB)
Pr
：接受端靈敏度
Pt:
發(fā)送端功率
Cr:
接收端接頭和電纜損耗
Ct:
發(fā)送端接頭和電纜損耗
Gr:
接受端天線增益
Gt:
發(fā)送端天線增益
FL:
自由空間損耗
FL(dB)=20 lg R (km) +20 lg f (GHz) + 92.44
R
是兩點之間的距離
f
是頻率
=2.4
自由空間通信距離方程
自由空間通信距離方程
設(shè)發(fā)射功率為
PT
，發(fā)射天線增益為
GT
，工作頻率為
f .
接收功率為
PR
，接收天線增益為
GR
，收、發(fā)天線間距離
為
R
，那么電波在無環(huán)境干擾時，傳播途中的電波損耗
L0
有以下表達式：
L0 (dB) = 10 Lg
（
PT / PR
）
= 32.45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB)
[
舉例
]
設(shè)：
PT = 10 W = 40dBmw
；
GR = GT = 7 (dBi)
；
f = 1910MHz
問：
R = 500 m
時，
PR =
？
解答：
(1) L0 (dB)
的計算
L0 (dB) = 32.45 + 20 Lg 1910( MHz ) + 20 Lg 0.5 ( km ) - GR (dB) - GT (dB)= 32.45 +
65.62 - 6 - 7 - 7 = 78.07 (dB))
（
2
）
PR
的計算
PR = PT / ( 10 7.807 ) = 10 ( W ) /
( 10 7.807 ) = 1 ( μW ) / ( 10 0.807 ) = 1 ( μW ) / 6.412 = 0.156 ( μW ) = 156
( mμW ) #
順便指出，
1.9GHz
電波在穿透一層磚墻時，大約損失
(10~15) dB
無線傳輸距離估算
傳輸距離估算
無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸距離或覆蓋范圍受多種因素的影響，
除了信號源的發(fā)射功率、
天線的增益、
接
收設(shè)備的靈敏度、
頻率、自由空間衰減、噪聲干擾外，還有現(xiàn)場環(huán)境的影響，例如建筑物、樹木和墻壁的遮擋，人體、氣候等對電磁
波的衰減，純粹自由空間的傳輸環(huán)境在實際應(yīng)用中是不存在的。
由于無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個實際應(yīng)用的工程，必須在實施前進行設(shè)計和預(yù)算，必須事前對無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸距離或
覆蓋范圍進行估算，進而對系統(tǒng)部署規(guī)模有一個估計，下面的表格就是對一個
“
基站
”
的覆蓋能力進行估算的辦法。
第一步：計算無線通信系統(tǒng)上下行總增益。
第二步：計算最大視距傳輸距離。計算公式為：
最大視距傳輸距離
(m)
＝
10(
系統(tǒng)總增益－
40
）
/30
第三步：估算現(xiàn)場實際覆蓋距離。
例如：
傳輸距離估算
總增益
(dBm)
最大距離
(m)
實際距離
(m)
91
50
43
100
100
80
109
200
149
121
500
342
125
700
463
130
1000
639
139
2000
1194
148
4000
2233
153
6000
3220
160
10000
5106
169
20000
9548
181
50000
21838
通過上述三個步驟可以對每個基站所覆蓋的范圍有一個初步的估計，
進一步估算出所要覆蓋區(qū)域的基站數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)
規(guī)模。
無線通信距離的計算
這里給出自由空間傳播時的無線通信距離的計算方法：
所謂自由空間傳播系指天線周圍為無限大真空
時的電波傳播，它是理想傳播條件。電波在自由空間傳播時，其能量既不會被障礙物所吸收，也不會
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)
﹝
Los
﹞
(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
F
或
D
增大一倍時，
﹝
Lfs
﹞
將分別增加
6dB.
下面的公式說明在自由空間下電波傳播的損耗
Los = 32.44 +20lg D(Km) +20lg F(MHz)
Los
是傳播損耗，單位為
dB
D
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
-105dBm
Los = 115dB
2.
由
Los
、
F
計算得出
D =31
公里
.
這是理想狀況下的傳輸距離，實際的應(yīng)用中是會低于該值，這是因為無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入上式中，即可計算出近似通信距離。
假定大氣、遮擋等造成的損耗為
25dB
，可以計算得出通信距離為
: D =1.7
公里
Los = 32.44 +20lg D(Km) +20lg F(MHz)
F=433MHz
Los=
接收靈敏度
LNA Gain Tx power
天線增益
–
大氣衰減
NRF905
接收靈敏度
-100dBm
LNA Gain: 25dB
TX power 26dBm
天線增益
2dB
大氣衰減
: 35dB(
根據(jù)目前市場上的模塊實際傳輸距離算出的
)
Los=100 +25 +26 +2-35=32.44 +20lg D(Km) +20lg 433
D=45.34Km
實際測試結(jié)果
: D=1.3Km
代入上面公式可算出實際大氣的衰減量
:
Los = 32.44 20lg 1.3 20lg 433
Los=
接收靈敏度
LNA Gain Tx power
天線增益
–
大氣衰減
NRF905
接收靈敏度
-100dBm
LNA Gain: 25dB
TX power 26dBm
天線增益
2db
大氣衰減
: 35dB(
根據(jù)目前市場上的模塊實際傳輸距離算出的
)
Los=100 +25 +26 +2-x=32.44 +20lg 1.3 +20lg 433
X=65.55dB
從而可以推算出如果
D=20Km
，至少需要輸出
Power
多大
:
Los=100 +25 +Tx +2-65.55=32.44 +20lg20 +20lg433
Tx=49.74dBm
若用三菱公司的
RD06HVF1
和
RD15HVF1
作放大，
最大輸出約
20W
，
轉(zhuǎn)換成
dBm
后為
10lg20000mW=43dBm
；
則可以傳輸?shù)膶嶋H距離為
:
Los=100 +25 +43 +2-65.55=32.44 +20lgD +20lg433
D=9.2Km
無線傳輸距離和發(fā)射功率以及頻率的關(guān)系
功率
靈敏度
（
dBm
dBmV
dBuV
）
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
uV
為單位的電壓值
換算關(guān)系：
Pout
＝
Vout×
Vout/R
dBmV=10log(R/0.001)+dBm
，
R
為負載阻抗
dBuV=60+dBmV
應(yīng)用舉例
橋-lp.jpg)
典的方式，一臺攝像機一個電源、一條網(wǎng)線-lp.jpg)
橋方案-lp.jpg)
橋-lp.png)
橋-lp.jpg)
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控設(shè)備-lp.jpg)
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備.jpg)
控系統(tǒng)方案-lp.jpg)
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無線網(wǎng)橋-lp.jpg)
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絡(luò)安全問題-lp.jpg)
控視頻傳輸-lp.jpg)
絡(luò)高清攝像機-lp.jpg)
橋掃盲.jpg)
