自由空间传播时的无线通信距离的计算方法

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。  

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：

由发射功率+10dBm，接收灵敏度为-105dBm Los = 115dB

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

[Lfs] dB=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)

D：无线信号自由空间传播距离，单位为km；

  M：频率MHz，比如说gsm为900MHz，DSC为1800MHz，WCDMA为2000MHz，WIFI 2.4G/5.8G，wig 60G；   R：信号损耗值，单位为dBm

几种常用频率的无线信号1m的衰减如下

900MHz：R=32.4+20log（1/1000）+20log900=32.4-60+59.1=31.5dB

1800MHz：R=32.4+20log（1/1000）+20log1800=32.4-60+65.1=37.5dB

2000MHz：R=32.4+20log（1/1000）+20log2000=32.4-60+66=38.4dB

2400MHz：R=32.4+20log（1/1000）+20log2400=32.4-60+67.6=40dB

5800MHz：R=32.4+20log（1/1000）+20log5800=32.4-60+75.3=47.7dB

60000MHz：R=32.4+20log（1/1000）+20log60000=32.4-60+95.6=68dB

场景假设1： 某天线口处发射功率为30dBm（1w）,我们在100m以外的地方测试（无阻挡），那么我们的手机接收到的RSCP应该是： 粗略计算：RSCP=30-(32.4+20*log（100/1000)+20*log（2000))                RSCP=-48.2dBm 场景假设2： 某室内分布天线口处发射功率为0dBm（1mW）,我们在10m以外的地方测试（无阻挡），那么我们的手机接收到的RSCP应该是： 粗略计算：RSCP=0-(32.4+20*log（10/1000)+20*log（2000))             RSCP=-78.4dBm 

其实根据上面公式我们就足够可以算出无线设备的通讯距离。  

计算公式 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