无线知识

当前位置:主页 > 公告资讯 > 无线知识 >

无线传输距离的计算

作者: admin 时间:2017-06-02 来源:未知
摘要: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...

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

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、

 

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,

F

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. 

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

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

 

 

联系我们
Contact
联系我们
我们很想听到您的声音

服务热线:0755-28248861

客服QQ:2723591764

客服QQ:2953613772

客服QQ:3110839586

客服QQ:2116890460

Email: admin@sfwxf.com

紧急联系:13528407862

地址:深圳市龙岗区深惠路1171号 智慧谷创新园横岗分园A栋3楼

无线知识
[向上]