无线传输距离计算
Pr(dBm) = Pt(dBm) - Ct(dB) + Gt(dB) - FL(dB) + Gr(dB) - Cr(dB)
Pr
：接受端灵敏度
Pt:
发送端功率
Cr:
接收端接头和电缆损耗
Ct:
发送端接头和电缆损耗
Gr:
接受端天线增益
Gt:
发送端天线增益
FL:
自由空间损耗
FL(dB)=20 lg R (km) +20 lg f (GHz) + 92.44
R
是两点之间的距离
f
是频率
=2.4
自由空间通信距离方程
自由空间通信距离方程
设发射功率为
PT
，发射天线增益为
GT
，工作频率为
f .
接收功率为
PR
，接收天线增益为
GR
，收、发天线间距离
为
R
，那么电波在无环境干扰时，传播途中的电波损耗
L0
有以下表达式：
L0 (dB) = 10 Lg
（
PT / PR
）
= 32.45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB)
[
举例
]
设：
PT = 10 W = 40dBmw
；
GR = GT = 7 (dBi)
；
f = 1910MHz
问：
R = 500 m
时，
PR =
？
解答：
(1) L0 (dB)
的计算
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
的计算
PR = PT / ( 10 7.807 ) = 10 ( W ) /
( 10 7.807 ) = 1 ( μW ) / ( 10 0.807 ) = 1 ( μW ) / 6.412 = 0.156 ( μW ) = 156
( mμW ) #
顺便指出，
1.9GHz
电波在穿透一层砖墙时，大约损失
(10~15) dB
无线传输距离估算
传输距离估算
无线网络系统的传输距离或覆盖范围受多种因素的影响，
除了信号源的发射功率、
天线的增益、
接
收设备的灵敏度、
频率、自由空间衰减、噪声干扰外，还有现场环境的影响，例如建筑物、树木和墙壁的遮挡，人体、气候等对电磁
波的衰减，纯粹自由空间的传输环境在实际应用中是不存在的。
由于无线网络系统是一个实际应用的工程，必须在实施前进行设计和预算，必须事前对无线网络系统的传输距离或
覆盖范围进行估算，进而对系统部署规模有一个估计，下面的表格就是对一个
“
基站
”
的覆盖能力进行估算的办法。
第一步：计算无线通信系统上下行总增益。
第二步：计算最大视距传输距离。计算公式为：
最大视距传输距离
(m)
＝
10(
系统总增益－
40
）
/30
第三步：估算现场实际覆盖距离。
例如：
传输距离估算
总增益
(dBm)
最大距离
(m)
实际距离
(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
通过上述三个步骤可以对每个基站所覆盖的范围有一个初步的估计，
进一步估算出所要覆盖区域的基站数量和网络
规模。
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：
所谓自由空间传播系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
﹝
Los
﹞
(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，
﹝
Lfs
﹞
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 +20lg D(Km) +20lg F(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 =31
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
Los = 32.44 +20lg D(Km) +20lg F(MHz)
F=433MHz
Los=
接收灵敏度
LNA Gain Tx power
天线增益
–
大气衰减
NRF905
接收灵敏度
-100dBm
LNA Gain: 25dB
TX power 26dBm
天线增益
2dB
大气衰减
: 35dB(
根据目前市场上的模块实际传输距离算出的
)
Los=100 +25 +26 +2-35=32.44 +20lg D(Km) +20lg 433
D=45.34Km
实际测试结果
: D=1.3Km
代入上面公式可算出实际大气的衰减量
:
Los = 32.44 20lg 1.3 20lg 433
Los=
接收灵敏度
LNA Gain Tx power
天线增益
–
大气衰减
NRF905
接收灵敏度
-100dBm
LNA Gain: 25dB
TX power 26dBm
天线增益
2db
大气衰减
: 35dB(
根据目前市场上的模块实际传输距离算出的
)
Los=100 +25 +26 +2-x=32.44 +20lg 1.3 +20lg 433
X=65.55dB
从而可以推算出如果
D=20Km
，至少需要输出
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，
最大输出约
20W
，
转换成
dBm
后为
10lg20000mW=43dBm
；
则可以传输的实际距离为
:
Los=100 +25 +43 +2-65.55=32.44 +20lgD +20lg433
D=9.2Km
无线传输距离和发射功率以及频率的关系
功率
灵敏度
（
dBm
dBmV
dBuV
）
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
应用举例