无线电空间传输损耗衰减计算

wangkuiu

无线传输路径分析是无线传输网络设计的重要步骤，通过对传输路径的分析便于网络设计者根据无线链路的裕量大小选择合适类型的天线（方向，极化，增益等指标），安装天线高度，选择合适的馈缆和长度等。下面将简单先容一下无线传输路径分析中的自由空间损耗的计算，信号接收强度的计算，链路系统裕量的计算几个主要方面的内容。

1.自由空间损耗的计算

自由空间损耗是指电磁波在传输路径中的衰落,计算公式如下：

Lbf=32.5+20lgF+20lgD

Lbf=自由空间损耗(dB)

D=距离（km）

F=频率(MHz）

2400MHz：Lbf=100+20lgD

5800MHz：Lbf=108+20lgD

以上公式是在气温25度，1个大气压的理想情况的计算公式。

下表列出典型自由空间损耗值

距离（km）	路径损耗@2.4GHz（dB）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	-100 -106 -110 -112 -114 -116 -117 -118 -119 -120
15 20 25 30 35 40 45 50	-124 -126 -128 -130 -131 -132 -133 -134

通过查找上表和通过公式计算大家可以得到从发射站到接收站电磁波传输的理论衰落.

2.信号接收强度的计算：

信号接收强度是指接收站设备接收到的无线信号的强度。

RSS=Pt+Gr+Gt-Lc-Lbf

RSS=接收信号强度

Pt=发射功率

Gr=接收天线增益

Gt=发射天线增益

Lc=电缆和缆头的衰耗

Lbf=自由空间损耗

举例说明，如果发射站与接收站两站点相距25Km，设备发射功率20dBm，发射天线增益为17dBi，接收天线增益为24dBi，电缆和缆头损耗3dBi。则接收信号强度    RSS=20+17+24-3-128=-70dB

3.链路系统裕量SFM(Syetem Fade Margin)的计算

链路系统裕量是指接收站设备实际接收到的无线信号与接收站设备允许的最低接收阈值（设备接收灵敏度）相比多的富裕dB数值。

SFM= RSS-Rs

RSS=接收信号强度

Rs=设备接收灵敏度（dB）

在上面的例子中，如果设备接收灵敏度为-81dBi，则链路系统裕量为：

SFM=RSS-Rs

=-70-（-）81=11dB

上面的例子就是说，使用这种发射功率为20dBm，接收灵敏度为-81dBi的2400MHz的无线网桥，在加装了17dBi增益的发射天线和24dBi增益的接收天线，电缆和缆头损耗只有3dBi损耗，在传输了25KM后还有11dB的链路系统裕量。

系统裕量是衡量无线链路可用性和稳定性的重要指标。因为无线信道是一个参变信道，干扰和噪音信号随时会影响有用信号，有时干扰和噪音信号的强度瞬间可达成20~30dB，所以在建设无线链路时，必须保留一定的系统裕量。虽然系统裕量大于5dB系统可以工作，但通常建议系统裕量大于15-20dB。