功率和信号强度

在这一节中，我们将为大家介绍关于功率和信号强度的概念，这可是有效传输距离计算方式的理论依据哦。而且，咱们还会在以后的网络覆盖设计中详细给大家讲解有效传输距离的计算方法呢！是不是很期待呀？

【资料图】

功率和信号强度基本概念

在无线网络中，使用AP设备和天线来实现有线和无线信号互相变幻，就好像是一场黑魔法，只不过这个魔法的图谱被图1给描绘得非常清晰。有线网络侧的数据像跳上魔法般进入AP设备的有线接口，经过AP的魔法处理，变身成为射频信号，然后从AP的发送端（TX）经过线缆发送到天线起飞，翱翔到天空之中，以高频电磁波（2.4GHz/5GHz/6GHz频率）的形式发射出去。这些魔法电磁波穿越了长空，在一片寂静之中，突然遇见了一群无线终端，它们的接收天线接住了这些魔法电磁波，然后把数据送到无线终端的接收端（RX）进行处理。反过来，从无线终端的发送端（TX）出发的数据，也会被这些神奇的魔法电磁波带回到AP的接收端（RX），逆向加持一下魔法，最后化为有线信号，顺利地进入有线网络。

图1 有线无线信号转换

如图1，在发送和接收天线之间的信号即是无线信号。信号强度在无线信号传输过程中会逐渐衰减。在了解信号强度时，一并介绍常见的几个有关联的基本概念：射频发射功率、EIRP、RSSI、下行信号强度、上行信号强度。

别看图1只是个简单的图片，但其中隐藏着很多奥妙。在发送和接收天线之间传输的信号就是无线信号，这些信号犹如短跑运动员，会在传输过程中逐渐耗费自己的力量，衰减到一定程度就会失去作用。所以啊，在了解信号强度时，咱们还得一并介绍常见的几个有关联的基本概念：射频发射功率、EIRP、RSSI、下行信号强度、上行信号强度。每个概念都像是一位英雄一般，有其独特的性格和表现方式，其实它们也都非常重要哦！

结合图2所示来描述上述这些概念，图中各数字代表含义如下：

图2 基本概念

①和⑦表示射频发送端处的功率，单位是dBm。

②和⑥表示连接天线的转接头和馈线等线路损耗，单位是dB。

③和⑤表示天线增益，单位dBi或dBd。

④表示路径损耗和障碍物衰减，是发送和接收天线之间的信号能量损耗程度，单位是dB。

射频发射功率：①表示AP端的射频发射功率，⑦表示无线终端的射频发射功率。在网规设计时，注意发射功率与天线增益之和不要超出国家码限制的最大值。

EIRP：有效全向辐射功率EIRP（Effective Isotropic Radiated Power），即天线端发射出去时的信号强度，EIRP = ①- ②+ ③。

RSSI：接收信号强度指示RSSI（Received Signal Strength Indicator），指示无线网络覆盖内某处位置的信号强度，是EIRP经过一段传输路径损耗和障碍物衰减后的值。网规遇到的信号强度弱问题就是指RSSI弱，没有达到指标要求值，导致无线终端接收到很弱的信号甚至接收不到信号。

下行信号强度：是指无线终端接收到AP的信号强度，下行信号功率 = ①- ②+ ③- ④+ ⑤- ⑥。

上行信号强度：是指AP接收到无线终端的信号强度，上行信号功率 = ⑦- ⑥+ ⑤- ④+③- ②。

所以在不考虑干扰、线路损耗等因素时，接收信号强度的计算公式为：

接收信号强度 = 射频发射功率 + 发射端天线增益 – 路径损耗 – 障碍物衰减 + 接收端天线增益

当除路径损耗外的其他参数确定后，就可以确定路径损耗，再根据有效传输距离和路径损耗的关系，计算出有效传输距离。具体请参考覆盖计算。

常用单位

电器的功率通常用来衡量它做功的快慢，就像我们在夏天吃冰淇淋一样，越快吃完，就越可以享受到清凉。如一个10W的电灯泡，10W功率就是电灯泡消耗能量做功的快慢。而在天线收发系统中，同样需要电能来转换成电磁波进行传输，但是这些电磁波的能量衰减非常快，就像是小狗追着球跑，很快就气喘吁吁了。例如一个100mW的能量源，传输一段距离后很快就能衰减成1mW、0.1mW、0.01mW甚至更小。如果使用功率来衡量这种呈几何数量级的衰减，那么计算会非常不方便。因此，我们引入了新的概念：dB和dBm。

dB

dB可不是什么神秘的东西，它就是一个纯计数单位。它的计算公式为：dB = 10lg（A / B）。A和B分别代表两个功率值，现在想象一下，1只小猫和1只小狗都是1mW的功率，A是100只小猫的能量总和，B是10只小狗的能量总和，那么10lg（100 / 10） = 10dB，也就是说，这100只小猫的能量比这10只小狗的能量要大10dB！如果A的能量变成了10000只小猫的能量总和，那么10lg（10000 / 10） = 30dB，小猫们的能量可比小狗多了呢！当然，dB最主要的用途还是作为信噪比及损耗的单位，这点可不要忘记哦！

表1 常见dB和A/B对应关系

dBm

什么是dBm？好吧，首先，dBm代表分贝毫瓦，这是一种用于表示功率大小的单位，它是通过将功率值除以1mW得到的比值。听起来有点数学味儿吧，别怕，我们来看个例子，如果你麻利儿地测定了一个功率值，你可以用dBm来表示它，而且计算公式非常简单：dBm = 10lg（功率值 / 1mW）。这样就可以顺利地转化成为我们的大名鼎鼎的分贝毫瓦啦。

表2 常见dBm和功率值对应关系

从上面可以看出，如果你想在比较小的范围内描述射频信号的发射、接收功率以及射频噪声，那么用dBm就行了。这样子不仅简单易懂，还可以节省你宝贵的时间和脑细胞。毕竟，从10000mW到0.0001mW这么大的变化，只需要40dBm到-40dBm就能概括了。所以说，如果你是一个厉害的工程师，一定要掌握好用dBm来表示各种射频信号的方法哦！

dBi和dBd

dBi 和 dBd 都是表示功率增益的单位，它们都是相对值，只不过参考基准不同而已。

dBi 表示相对于点源天线的功率增益，在各个方向的辐射是均匀的。

dBd 则表示相对于阵子天线的功率增益。

一般来说，表示同一个增益，用 dBi 表示出来比用 dBd 要大 2.15 的样子。这就像是你身高170cm和你的朋友身高175cm之间的关系一样，虽然你的朋友比你高了5cm，但是只要你在自己的头顶上比划5根手指，你们的身高就一样啦！例如，对于一根增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi。

总的来说，dBi 和 dBd 主要作为天线增益的单位，它们都可以帮助我们更好地理解和评估天线的性能。

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WLAN入门知识2-功率和信号强度 消息

功率和信号强度

功率和信号强度基本概念

常用单位

dB

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