无线WiFi天线增益计算定律.docx

无线WiFi-天线增益计算公式附1：天线口径和2. 4G频率的增益0. 3M15.7DBi0. 6M21.8DBi0. 9M25.3DBi1.2 M27.8DBi1.6 M30.3DBi1.8 M31.3DBi2. 4M33.8DBi3. 6M37.3DBi4. 8M39.8DBi附2:空间损耗计算公式Ls=92. 4+20Logf+20Logd附 3:接收场强计算公式 Po-Co+Ao-92. 4-201ogF-201ogD+Ar-Cr=Rr其中Po为发射功率，单位为dbm. Co为发射端天线馈线损耗.单位为db.Ao为天线增益.单位为dbi.F为频率？单位为GHz.D 为距离，单位为KM.Ar 为接收天线增益?单位为dbi.Cr 为接收端天线馈线损耗 . 单位为 db.Rr 为接收端信号电平. 单位为 dbm.例如：AP发射功率为仃dbm(50MW)忽略馈线损耗？天线增益为lOdbi.距离为2KM.接收天线增益为lOdbi,到达接收端电平为 17+10-92.4-7.6-6+10=-69dbm附 4: 802. Ub 接收灵敏度22 Mbps (PBCC):-80dBm11 Mbps (CCK):-84dBm5. 5 Mbps (CCK) :-87dBm2 Mbps (DQPSK):-90dBm1 Mbps (DBPSK) :-92dBm(典型的测试环境：包错误率PER < 8%包大小：1024 测试温度：25ºC + 5ºC)附 5: 802. llg 接收灵敏度54Mbps (OFDM) -66 dBm8Mbps (OFDM) -64 dBm 36Mbps (OFDM) -70 dBm 24Mbps (OFDM) -72 dBm bps (OFDM)-80 dBm 2Mbps (OFDM) -84 dBm 9Mbps (OFDM) -86 dBm 6Mbps (OFDM) -88 dBm 发一个计算抛物面半径的公式，不少人拿到抛物面可以一下了计算不出来焦点。

r= (4*h*h+l*l)/8*h式中 r 是抛物面半径， 1 是抛物面开口 口径，也就是弦长， h 是弦长中 点到抛物面顶点的距离，抛物面的深度，也就是弦高直径 D=2r.对于增益天线工作原理较为通俗的说法就是：在现有天线周围放置规则的金属抛物面，使天线位于抛物面的内反射焦点处，通过电磁波反射在焦点处形成能量集中，从而增强电磁信号的收发，实现在特定方向增强信号制作简单的增益天线的关键就在于找到比较规则的金属抛物面和计算抛物面的焦点位置金属抛物面并不一定要求用金属板，也可以是网状、 栅栏状金属材料焦点位置的确定需要根据所选抛物面的形状来计算计算公式：F 二 D XD/16H (m)其中，D为抛物面的直径，H为抛物面的深度，单位为 m考虑到存在一定误差，因此可以用更简单的估算公式进行计算，即F=0. 3D ? 0. 4D 链路及空间无线传播损耗计算5. 1链路预算 上行和下行链路都有自己的发射功率损耗和路径衰落在蜂窝通信中，为了确定有效覆盖范围，必须确定最最终也可以促大路径衰 落、或其他限制因数在上行链路，从移动台到基站的限制因数是基站的接受灵敏度对下行 链路来说，从基 站到移 动台的主要限制因数是基站的发射功率。

通过优化上下行之间的平衡关系，能够使 小区覆盖半径内，有较好的通 信质量般是通过利用基站资源，改善网络中每个小区的链路平衡（上行或下行），从而使系统工作在最佳状态使切换和呼叫建立期间，移动通话性能更好图5-01是一基站链路损耗计算，可作为参考IlfTM-nliTBlrSTS E ll*li xikp6 KISSTS TX P 口？空42NIG TI PeerComliiuHi 耳 loes3IS Ajiterma gain.nDuplexer Loss0Total HUP30Top of cibiii*! TX加Feeder LOSS2f?ed? ar2BISgain10BIS :辽比唱珈乞gain13Total EIBF55MSIX-100ETSHI-10-4旺 st g ini 9 gai n0Biversi ty gain5Fading iTiargin Iikt6Fading marglikBerfer en. c e3Int e r ea£ence3Antbody3kntaiciai be 如3■ UftUniible >aUi143UX]43. dhlossdBnp 二 atjk lossLink图 5-01上下行链路平衡的计算。

对于实现双向通信的GSM（统来说，上下行链路平衡是十分重要的，是保证在两个方向上具有同 等的话务量和通信质量的主要因素，也关系到小区的实际覆盖范围下行链路（DownLink ）是指基站发，移动台接收的链路上行链路（UpLink ）是指移动台发，基站接收的链路上下行链路平衡的算法如下：下行链路（用dB值表示）：PinMS 二 PoutBTS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdMS - LslantBTS - LPdown式中：PinMS为移动台接收到的功率；PoutBTS为BTS的输出功率;LduplBTS为合路器、双工器等的损耗；LpBTS为BTS的天线的馈缆、跳线、接头等损耗；GaBT勉基站发射天线的增益；Cori为基站天线的方向系数；GaM的移动台接收天线的增益；GdM为移动台接收天线的分集增益；LslantBTS为双极化天线的极化损耗；LPdown为下行路径损耗；上行链路（用dB值表示）：PinBTS = PoutMS - LduplBTS - LpBTS + GaBTS + Cori + GaMS + GdBTS -LPup +[Gta]式中：PinBTS为基站接收到的功率；PoutMS为移动台的输出功率；LduplBTS 为合路器、双工器等的损耗；LpBTS为BTS的天线的馈缆、跳线、接头等损耗；GaBT勃基站接收天线的增益；Cori 为基站天线的方向系数；GaM的移动台发射天线的增益；GdBT劭基站接收天线的分集增益；Gta 为使用塔放的情况下，由此带来的增益；LPup为上行路径损耗。

根据互易定理，即对于任一移动台位置，上行路损等于下行路损，即：LPdown = LPup设系统余量为 DL , 移动台的恶化量储备为DNMS, 基站的恶化量储备为DNBTS, 移动台的接收机灵敏度为MSsense, 基站的接收机灵敏度为 BTSsense , Lother 为其它损耗，如建筑物贯穿损耗、车内损耗、人体损耗等于是，对于覆盖区内任一点，应满足：PinMS - DL - DNMS - Lother >= MSsensePinBTS - DL - DNMS - Lother >= BTSsense 上下行链路平衡的目的是调整基站的发射功率，使得覆盖区边界上的点（离基站最远的点）满足：PinMS - DL - DNMS - Lother = MSsense于是，得到了基站的最大发射功率的计算公式：PoutBTS <= MSsense - BTSsense + PoutMS + GdBTS - GdMS + LslantBTS - Gta + DNMS - DNBTS5.2 各类损耗的确定?建筑物的贯穿损耗建筑物的贯穿损耗是指电波通过建筑物的外层结构时所受到的衰减，它等于建筑物外与建筑物内的场强中 值之差。

建筑物的贯穿损耗与建筑物的结构、门窗的种类和大小、楼层有很大关系贯穿损耗随楼层高度的变化， 一般为 -2dB/ 层，因此，一般都考虑一层（底层）的贯穿损耗下面是一组针对900MH撷段，综合国外测试结果的数据：—中等城市市区一般钢筋混凝土框架建筑物，贯穿损耗中值为 10dB , 标准偏差 7.3dB ； 郊区同类建筑物，贯穿损耗中值为 5. 8dB ，标准偏差8. 7dB 大城市市区一般钢筋混凝土框架建筑物，贯穿损耗中值为贯穿 iSdB , 标准偏差 7. 7dB ；郊区同类建筑物， 损耗中值为 13. ldB , 标准偏差 9. 5dB —大城市市区一金属壳体结构或特殊金属框架结构的建筑物，贯穿损耗中值为 27dB o由于我国的城市环境与国外有很大的不同，一般比国外同类名称要高8— 10dB对于1800MHz,虽然其波长比900MHzc 贯穿能力更大，但绕射损耗更大因此，实际上，1800MHz勺建筑物的 贯穿损耗比900MHZI勺要大GSME范3. 30中提到，城市环境中的建筑物的贯穿损耗一般为 15dB，农村为10dB o 一般取比同类地 区900MHZ^J贯穿损耗大 5 --10dB。

人体损耗对于手持机，当位于使用者的腰部和肩部时，接收的信号场强比天线离开人体儿个波长时将分别降低4 -- 7dB 和 1 -- 2dB 一般人体损耗设为 3dB o车内损耗金属结构的汽车带来的车内损耗不能忽视尤其在经济发达的城市，人的一部分时间是在汽车中度过的'般车内损耗为8 - 10dB馈线损耗在GSM90(^经常使用的是7/8 〃的馈线，在1000MHz勺情况下，每100米的损耗是4. 3dB ;在2000MHz的情况下，每100米的损耗则为6.46dB,多了 2.16个dB5 . 3无线传播特性移动通信的传播如图5-02中的曲线 所示，总体平均值随距离减弱，但信号电平经历快慢衰落的影响慢 衰落是由接受点周围地形地物对信 号反射，使得信号电平在儿十米范 围内有大幅度的变化，若移动台在没有任何障碍物的环境下移动，则 信号电平只与发射机的葩离有关 所以 通常某点信号电平是指儿十米 范围内的平均信号电平 这个信号的变化呈正态分布标准偏差对不同地形地物是不一样的，通常在 6 - 8dB左右快衰落是亮加在慢 衰落信号上的这个衰落的速度很快，每 秒可达儿十 次除与地形地物有 关，还与移动台的速度和信号的波 长有关，并且幅度很大，可儿十个 dB,信号的变化呈瑞利Raykigh分布。

快衰 落往往会降低话音质量，所以要留d stancefhadovn? nEiTisans快衰落的储备图5-02无线电波在自由空间的传播是电波传播研究中最基本、最简单的一种自由空间是满足下述条件的一种理想空 1 ?均匀无损耗的无限大空间，2?各项同性，3?电导率为零应用电磁场理论可以推出，在自由空间传播条件下，传输损耗Ls的表达式为:Ls= 32. 45+201gf+201gd自由空间基本传输损耗 Ls仅与频率f和距离d有关当f和d扩大一借时，Ls均增加6dB,由此我们可知GSM180基 站传播损耗在自由空间就比GSM90基站大6个dB,如图5-03所示Siqffui图 5-03陆地移动信道的主要特征是多径传播，实际多径传播环境是十分复杂的，在研究传播问题时往往将其简化，并且是从最简单的情况入手仅考虑从基站至移动台的直射波以及地面反射波的两径模型是最简单的传播模型两径模型如图5-04所示，应用电磁场理论可以推出，传。