无线传输距离计算公式

浅谈无线传输距离是如何计算的？

无线传输（Wireless transmission）是指利用无线技术进行数据传输的一种方式。无线传输和有线传输是对应的。随着无线技术的日益发展，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。无线图像传输作为一个特殊使用方式也逐渐被广大用户看好。

无线传输距离计算公式

Pr= Pt- Ct+ Gt- FL+ Gr- Cr；

Pr：接收端灵敏度，单位是dBm；

Pt：发送端功率，单位是dBm；

Cr：接收端接头和电缆损耗，单位是dB；

Ct：发送端接头和电缆损耗，单位是dB；

Gr：接收端天线增益，单位是dB；

Gt：发送端天线增益，单位是dB；

FL：自由空间损耗，单位是dB。

FL=20 lg R +20 lg f + 92.44；

R是两点之间的距离，单位是km；

f是频率，单位是GHz。

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）=10lg（PT/PR）

=32.45+20lgf（MHz）+20lgR（km）-GT（dB）-GR（dB）。

举例：设：PT=10W=40dBmw，GR=GT=7dBi，f1910MHz，问：R=500m时，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）计算出PR=0.156uW。

顺便指出，1.9GHz电波在穿透一层砖墙时，大约损失10~15dB。

无线传输距离估算

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。

下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗：

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。

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 =31km。

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 =1.7km。

无线传输距离和发射功率以及频率的关系：

换算关系：

应用举例：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。

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 是传播损耗，单位为dB，一般车内损耗为8-10dB，馈线损耗8dB；

　　d是距离，单位是Km；

　　f是工作频率，单位是MHz。

　　例：如果某路径的传播损耗是50dB，发射机的功率是10dB，那末接收机的接收信号电平是-40dB。

　　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：

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 =1.7km。

　　结论：无线传输损耗每增加6dB， 传送距离减小一倍。

来源：雨飞工作室

审核编辑：汤梓红