WiFi传输距离计算

WiFi传输距离计算
⼀、dBmdBmVdBuV换算关系
dBm=10log(Pout/1mW)，其中Pout是以mW为单位的功率值
dBmV=20log(Vout/1mV)，其中Vout是以mV为单位的电压值
dBuV=20log(Vout/1uV)，其中Vout是以uV为单位的电压值
换算关系：
Pout＝Vout×Vout/R
dBmV=10log(R/0.001)+dBm，R为负载阻抗
dBuV=60+dBmV
传输距离其实是个传输损耗的问题。

——来⾃《移动通信》和《卫星通信》教科书。

假设现在电磁波在⾃由空间传输（可以理解为真空，标准概念是具有各向同性、电导率为0、相对介电系数和相对磁导率均恒为1的特点的理想空间）。

所以们可以看到发射功率Pt与传输距离的平⽅成正⽐，与波长的平⽅成反⽐，即假设要保证相同的接受功率（即说明书上常见的接收灵敏度，低于这个值设备就检测不到信号了）情况下，距离越远，需要的发射功率越⼤。

(/doc/b26576f7168884868662d60e.html /question/27868458/answer/38434613)
⼆、⽆线通信距离的计算
这⾥给出⾃由空间传播时的⽆线通信距离的计算⽅法：所谓⾃由空间传播指天线周围为⽆限⼤真空时的电波传播，它是理想传播条件。

电波在⾃由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产⽣反射或散射。

通信距离与发射功率、接收灵敏度和⼯作频率有关。

[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)
式中Lfs为传输损耗，d为传输距离，频率的单位以MHz计算。

由上式可见，⾃由空间中电波传播损耗（亦称衰减）只与⼯作频率f和传播距离d有关，当f或d增⼤⼀倍时，［Lf s］传播损耗将分别增加6dB.
下⾯的公式说明在⾃由空间下电波传播的损耗
Los=32.44+20lgd(Km)+20lgf(MHz)
Los是传播损耗，单位为dB
d是距离，单位是Km，f是⼯作频率，单位是MHz
下⾯举例说明⼀个⼯作频率为433.92MHz，发射功率为＋10dBm(10mW)，接收灵敏度为-105dBm的系统在⾃由空间的传播距离：
1.由发射功率+10dBm，接收灵敏度为-105dBm
Los=115dB
2.由Los、f
计算得出d=30公⾥
这是理想状况下的传输距离，实际的应⽤中是会低于该值，这是因为⽆线通信要受到各种外界因素的影响，如⼤⽓、阻挡物、多径等造成的损耗，将上述损耗的参考值计⼊上式中，即可计算出近似通信距离。

假定⼤⽓、遮挡等造成的损耗为25dB，可以计算得出通信距离为：
d=1.7公⾥
结论:⽆线传输损耗每增加6dB,传送距离减⼩⼀倍
实际模拟⽆线⽹卡在混凝⼟⼤厦⾥使⽤的情形：
常见的2.4G⽆线⽹卡，信道6的时候，在市区内⼀般钢筋混凝⼟框架建筑物传输距离。

各类损耗的确定
◆建筑物的贯穿损耗
建筑物的贯穿损耗是指电波通过建筑物的外层结构时所受到的衰减，它等于建筑物外与建筑物内的场强中值之差。

建筑物的贯穿损耗与建筑物的结构、门窗的种类和⼤⼩、楼层有很⼤关系。

贯穿损耗随楼层⾼度的变化，⼀般为-2dB/
层，因此，⼀般都考虑⼀层（底层）的贯穿损耗。

下⾯是⼀组针对900MHz频段，综合国外测试结果的数据：
--- 中等城市市区⼀般钢筋混凝⼟框架建筑物，贯穿损耗中值为10dB，标准偏差7.3dB；郊区同类建筑物，贯穿损耗中值为5.8dB，标准偏差8.7dB。

--- ⼤城市市区⼀般钢筋混凝⼟框架建筑物，贯穿损耗中值为18dB，标准偏差7.7dB；郊区同类建筑物，贯穿损耗中值为13.1dB，标准偏差9.5dB。

--- ⼤城市市区⼀⾦属壳体结构或特殊⾦属框架结构的建筑物，贯穿损耗中值为27dB。

由于我国的城市环境与国外有很⼤的不同，⼀般⽐国外同类名称要⾼8---10dB。

对于1800MHz，虽然其波长⽐900MHz短，贯穿能⼒更⼤，但绕射损耗更⼤。

因此，实际上，1800MHz 的建筑物的贯穿损耗⽐900MHz的要⼤。

GSM规范3.30中提到，城市环境中的建筑物的贯穿损耗⼀般为15dB，农村为10dB。

⼀般取⽐同类地区900MHz的贯穿损耗⼤5---10dB。

◆⼈体损耗
对于⼿持机，当位于使⽤者的腰部和肩部时，接收的信号场强⽐天线离开⼈体⼏个波长时将分别降低4---7dB和1---2dB。

⼀般⼈体损耗设为3dB。

◆车内损耗
⾦属结构的汽车带来的车内损耗不能忽视。

尤其在经济发达的城市，⼈的⼀部分时间是在汽车中度过的。

⼀般车内损耗为8---10dB。

◆馈线损耗
在GSM900中经常使⽤的是7/8″的馈线，在1000MHz的情况下，每100⽶的损耗是4.3dB；在2000MHz的情况下，每100⽶的损耗则为6.46dB，多了2.16个dB。

附1:天线⼝径和2.4G频率的增益
0.3m 15.7DBi
0.6m 21.8DBi
0.9m 25.3DBi
1.2m 27.8DBi
1.6m 30.3DBi
1.8m 31.3DBi
2.4m 3
3.8DBi
3.6m 37.3DBi
4.8m 39.8DBi
附2:空间损耗计算公式
Ls=92.4+20Logf+20Logd
附3:接收场强计算公式
Po-Co+Ao-92.4-20logF-20logD+Ar-Cr=Rr
其中Po为发射功率,单位为dbm. Co为发射端天线馈线损耗.单位为db. Ao为天线增益.
单位为dbi. F为频率.单位为GHz. D为距离,单位为KM. Ar为接收天线增益.单位为dbi.
Cr为接收端天线馈线损耗.单位为db. Rr为接收端信号电平.单位为dbm.
例如:AP发射功率为17dbm(50MW).忽略馈线损耗.天线增益为10dbi.距离为2KM.接收天线增益为10dbi.到达接收端电平为
17+10-92.4-7.6-6+10=-69dbm
附4: 802.11b 接收灵敏度
22 Mbps (PBCC): -80dBm
11 Mbps (CCK): -84dBm
5.5 Mbps (CCK): -87dBm
2 Mbps (DQPSK): -90dBm
1 Mbps (DBPSK): -92dBm
(典型的测试环境：包错误率PER < 8% 包⼤⼩： 1024 ,测试温度：25C + 5C)
附5: 802.11g 接收灵敏度
54Mbps (OFDM) -66 dBm
48Mbps (OFDM) -64 dBm
36Mbps (OFDM) -70 dBm
24Mbps (OFDM) -72 dBm
18Mbps (OFDM) -80 dBm
12Mbps (OFDM) -84 dBm
9Mbps (OFDM) -86 dBm
6Mbps (OFDM) -88 dBm
相关计算⼯具下载：
/doc/b26576f7168884868662d60e.html /cn/download.asp?Sid=3
⽆线WiFi天线增益计算公式
/doc/b26576f7168884868662d60e.html /view/6eee9f0e7cd184254b3535fc.html ⾃制天线：
/doc/b26576f7168884868662d60e.html /p-2949949863129.html
/doc/b26576f7168884868662d60e.html /view/1ee15b6a561252d380eb6e0c.html 拓展：
为什么常见路由器的⽹关默认IP 都是192.168.1.1？
/doc/b26576f7168884868662d60e.html /question/20185640。