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。

(/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.