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淺談無線傳輸距離是如何計算的？
無線傳輸（Wireless transmission）是指利用無線技術進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N方式。無線傳輸和有線傳輸是對應的。隨著無線技術的日益發(fā)展，無線傳輸技術應用越來越被各行各業(yè)所接受。無線圖像傳輸作為一個特殊使用方式也逐漸被廣大用戶看好。
無線傳輸距離計算公式
Pr= Pt- Ct+ Gt- FL+ Gr- Cr；
Pr：接收端靈敏度，單位是dBm；
Pt：發(fā)送端功率，單位是dBm；
Cr：接收端接頭和電纜損耗，單位是dB；
Ct：發(fā)送端接頭和電纜損耗，單位是dB；
Gr：接收端天線增益，單位是dB；
Gt：發(fā)送端天線增益，單位是dB；
FL：自由空間損耗，單位是dB。
FL=20 lg R +20 lg f + 92.44；
R是兩點之間的距離，單位是km；
f是頻率，單位是GHz。
自由空間通信距離方程：
設發(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）=10lg（PT/PR）
=32.45+20lgf（MHz）+20lgR（km）-GT（dB）-GR（dB）。
舉例：設：PT=10W=40dBmw，GR=GT=7dBi，f1910MHz，問：R=500m時，PR是多少？
解答：
（1）L0=32.45+20lg1910+20lg0.5-GR-GT=32.45+65.62-6-7-7=78.07dB；
（2）由L0（dB）=10lg（PT/PR）計算出PR=0.156uW。
順便指出，1.9GHz電波在穿透一層磚墻時，大約損失10~15dB。
無線傳輸距離估算
無線網(wǎng)絡系統(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)境在實際應用中是不存在的。
由于無線網(wǎng)絡系統(tǒng)是一個實際應用的工程，必須在實施前進行設計和預算，必須事前對無線網(wǎng)絡系統(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。
下面的公式說明在自由空間下電波傳播的損耗：
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。
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，當F或D增大一倍時，﹝Lfs﹞將分別增加6dB。
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 =31km。
這是理想狀況下的傳輸距離，實際的應用中是會低于該值，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 =1.7km。
無線傳輸距離和發(fā)射功率以及頻率的關系：
換算關系：
應用舉例：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。
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，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 是傳播損耗，單位為dB，一般車內(nèi)損耗為8-10dB，饋線損耗8dB；
d是距離，單位是Km；
f是工作頻率，單位是MHz。
例：如果某路徑的傳播損耗是50dB，發(fā)射機的功率是10dB，那末接收機的接收信號電平是-40dB。
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：
這是理想狀況下的傳輸距離，實際的應用中是會低于該值，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 =1.7km。
結論：無線傳輸損耗每增加6dB， 傳送距離減小一倍。
來源：雨飛工作室
審核編輯：湯梓紅
工商網(wǎng)監(jiān)
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