无线通信距离计算精选
文档
TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
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) +
R是两点之间的距离
f是频率=
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、发天线间距离为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 ） = + 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) = + 20 Lg 1910( MHz ) + 20 Lg ( km ) - GR (dB) - GT (dB)= + 65.62 - 6 - 7 - 7 = (dB))
（2） PR 的计算
PR = PT / ( 10 ) = 10 ( W ) / ( 10 ) = 1 ( μW ) / ( 10 ) = 1 ( μW ) / = ( μW ) = 156 ( mμW ) # 顺便指出，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、接?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)
915043
10010080
109200149
121500342
125700463
1301000639
139********
14840002233
153********
160100005106
169200009548
1815000021838
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)= +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，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 = +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，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. 由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 =公里?
?
Los = +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= +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 = 20lg 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= +20lg +20lg 433
X=
?
从而可以推算出如果D=20Km，至少需要输出Power多大:
?
Los=100 +25 +Tx += +20lg20 +20lg433
Tx=
?
若用三菱公司的RD06HVF1和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 += +20lgD +20lg433
D=
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/+dBm，R为负载阻抗
dBuV=60+dBmV
应用举例
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。
[Lfs](dB)=+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，当f或d增大一倍时，［Lfs］将分别增加6d B.
下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗
Los = + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)
Los=20Lg(4π/c)+20Lg(f(Hz))+20Lg(d(m))=20Lg(4π/3x10^8)+20L g(f(MHz)x10^6)+20Lg(d(km)x10^3)=20Lg(4π/3)-160+20Lgf+120+20L gd+60=+20Lgf+20Lgd, d 单位为km，f 单位为MHz
Los 是传播损耗，单位为dB，一般车内损耗为8-10dB，馈线损耗8dB
d是距离，单位是Km
f是工作频率，单位是MHz
例：如果某路径的传播损耗是50dB，发射机的功率是10dB，那末接收机的接收信号电平是-40dB。
下面举例说明一个工作频率为，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. 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 =公里
结论: 无线传输损耗每增加6dB, 传送距离减小一倍
在遥控钥匙门禁（RKE）系统中，可以用钥匙扣上的发射器从远端开锁，发射器将无线编码发送到汽车内的接收机。遥控钥匙门禁（R
KE）系统通常工作在ISM频段，包括315MHz和。随着远程启动和带校验的RKE的出现，设计者希望延长这些短程设备的有效收发距离。影响有效收发距离的关键因素是无线信号的路径损耗。该应用笔记描述了无线信号的“地面反射”对路径损耗的影响，给出了路径损耗的近似式，并给出了在空旷停车场内路径损耗的曲线。另外，本文还给出了多路径信号和阻塞影响的估算。
在RKE系统中，汽车驾驶员利用钥匙扣上的发射器向车内接收机发送无线编码信号，打开车锁。接收机对接收到的信号进行解码，并控制执行装置打开车门。 RKE系统的一个重要指标是它的有效收发距离。该距离由链路预算决定，关键因素是钥匙扣上发射器的发射功率、接收器的灵敏度和路径损耗。本应用只讨论路径损耗，阐述了发射器与接收器的距离、发射信号频率以及发射器与接收器之间的相对高度对路径损耗的影响。
地面反射中的路径损耗
在一个空旷的停车场环境中，几米以上距离的路径损耗与距离的4次方成正比，在自由空间传输中它与距离的平方成正比。实际上，对于增益为1的小天线而言，路径损耗与频率无关，可由一个简单的式表示：
其中，R是发射器和接收器之间的水平距离，h 1 是发射器的高度，h 2 是接收器的高度。这个简单的用于表示路径损耗的公式式是根据“地面反射”原理得出的。在靠近地面的任何位置，无线信号传输都会在发射器和接收器之间选择一条直接路径和一条地面反射路径，如图
1所示。地面反射类似于镜面反射。对于常规地形，地面反射会使信号产生180 相移，而且比直接路径传输更远的距离。两条路径信号在接收端重新组合，如果不考虑路径长度的影响，这两路信号可以完全抵消。直接路径和地面反射路径的传输距离由式2和式3表示：由于R、R1、R2 >> h1、h2，上述表达式可近似为式4和式5：两者距离之差由式6表示：
地面反射是多径传输的一个简单例子：无线电波在传播过程中，遇到不同的表面反射，形成幅值和延迟均不同的多径信号到达接收机。若在自由空间只有一条传输路径，接收器收到的信号功率由式7表示：
其中，P R 是接收功率、P T 是发射功率、G T 是发射机天线增益、G R 是接收天线增益、是波长。
在地面传输时，传输信号会选择两条路径：直接路径和地面反射路径。有许多种方法可以模拟这种传输，且大多数都可以作为学术论文的内容。我们采取这样一种合理且直观的方法来模拟第二种路径所产生的影响：假定一半的发射功率进入直接路径传输，而另一半进入地面反射路径。结果会有两路具有微小相位差异的电压信号在接收天线端相减（反射会产生180°的相位翻转）。式8是两路电压信号组合后的复数表达式：
实际上，在大多数地面平坦的条件下，两路电压信号V 1 和V 2 的幅值相等。我们可以把V看成是一个“电压” ，等于接收功率的1/2次方（这种情况下，是V/ ，如式9所示：
接收功率刚好是式8电压幅值的平方。
将式9中的V代入该式，整理并转化为三角函数，可得到精确的路径损耗式为：
如果我们将式6中的近似表达式代入式11，并将近似为x，就可得到如下简化表达式：
对于具有宽角度覆盖范围的小天线来说，其天线增益近似为1。将式12表示为PR/PT的比值，并设置G T =G R =1, 所得到的近似表达式既为式1。图2和图3是天线增益为1时，在315MHz和434MHz 下路径损耗的曲线图。包括式7表示的自由空间路径损耗、式11给出的精确路径损耗和式12给出的近似路径损耗。由图可以看出：在距离非常近时，确切的路径损耗会随信号频率不同而发生变化。
从这两幅图我们可以发现，对于图1 所示的典型遥控钥匙信号传输路径，在距离10米远处的路径损耗近似等于自由空间的路径损耗。这是因为在300MHz至400MHz，直接路径传输信号和通过地面反射的信号在距离上相差四分之一波长，产生90 和176 的相位差。这意味着两路信号叠加后既不增强也不抵消。而在大于10米处，路径损耗以 R -4 变化，这说明在中等或较远距离时，式1是计算路径损耗的一个非常有用、快捷的方法。实际上，在发射和接收高度相等且均为h时，路径损耗（单位：dB）可以简化为：
由该式可知，当发射和接收高度均为1米时，1千米远处的路径损耗为123dB。路径损耗计算的使用技巧
将发射功率一分为二，一半进入直接路径传输，一半进入地面反射路径传输的传播模型并不精确。这也是根据该模型建立的式12和式13表达式有时会出现2次方因子。但是，重要的是该应用笔记给出的表达式非常近似地估计了可以达到的最远距离。并描述了高度和距离对路径损耗的影响。自由空间损耗模型可用于传输距离在10米以内的情况，因为在相距10米以内时，地面反射会使信号传输发生巨大的变化。而在距离大于10米且无障碍的环境中，可以采用的规律近似估算。任何散射体的存在都会影响任意距离处的路径损耗。任何障碍物（如停车场的其他汽车、灯柱、低矮的建筑物等）都会造成更多的反射路径，并使无线电波发生绕射，在混凝土建筑物中还会进一步削弱信号。这说明在实际情况中，以R 4 变化的损耗模型比自由空间的损耗模型更准确。实际使用时，考虑到不同表面造成的瞬时衰落，估计路径损耗较好的方法是从式1计算出的空旷停车场的路径损耗中减去20dB。如果钥匙扣发射器在一个建筑物内发送信号（比如一个远程启动装置），则要从式1计算出的路径损耗中减去30dB到40dB。总之，要想得到最远收发距离，最可靠的方法就是进行实际测试。上述近似法只是一种参考，或者说是在测量开始之前进行的一个“可靠检验”。
?
dBm, dBi, dBd, dB, dBc释义
是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgP（功率值/1m w）。
[例1] 如果发射功率P为1mw，折算为后为0。
[例2] 对于40W的功率，按单位进行折算后的值应为：
10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46。
和
和是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。的参考基准为全方向性天线，的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用表示出来比用表示出来要大。
[例3] 对于一面增益为16的天线，其增益折算成单位为时，则为（一般忽略小数位，为18）。
[例4] 0=。
[例5] GSM900天线增益可以为13（15），GSM1800天线增益可以为15（17)。
是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）
[例6] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg 2=3。也就是说，甲的功率比乙的功率大3 。
[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为。
[例8] 如果甲的功率为46，乙的功率为40，则可以说，甲比乙大6 。
[例9] 如果甲天线为12，乙天线为14，可以说甲比乙小2 。
有时也会看到，它也是一个表示功率相对值的单位，与的计算方法完全一样。一般来说，是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。在采用的地方，原则上也可以使用替代。
经验算法：
有个简便公式：0dbm= 左边加10=右边乘10
所以0+10DBM=*10W 即10DBM=
故得20DBM= 30DBM=1W 40DBM=10W
还有左边加3=右边乘2，如40+3DBM=10*2W，即43DBM=20 W，这些是经验公式，蛮好用的。
所以-50DBM=0DBM-10-10-10-10-10=1mw/10/10/10/10/10=。
波特率
波特率是每秒钟传送的信息位的数量。它是所传送代码的最短码元占有时间的倒数。例如一个代码的最短时间码元宽度为20毫秒，则其波特率就是每秒50波特。
20毫秒=秒波特率1/=50波特
在信息传输通道中，携带数据信息的信号单元叫码元，每秒钟通过信道传输的码元数称为码元传输速率，简称波特率。波特率是传输通道频宽的指标。
每秒钟通过信道传输的信息量称为位传输速率，简称比特率。比特率表示有效数据的传输速率。
短距离无线通信技术 1.1短距离无线通信 以信号有效接发/传输距离为标志区分各种无线技术，由于技术不断融合和发展，具体 技术的应用围也会动态变化。 WWAN 无线广域网 WMAN 无线城域网 WLAN 无线局域网 WPAN 无线个域网 无线基站（信源） 发送/接收 蜂窝通讯技术 2G/3G/4G GPRS EDGE LTE …… WiMax Wibro（国） 802.16 WIFI WAPI 802.11 Bluetooth UWB Zigbee …… RFID NFC IrDA 中、长距离无线通信，卫星通信和长波、 短波则能实现超长距离无线通信 短距离无线通信，NFC则被视为非接触超 短距离无线通信 WIFI IrDA Zigbee Bluetooth UWB NFC RFID 通信模式点对点网状单点对多点点对点 通信距离0~100m 0~1m 10m~75m 0~10m 0~10m 0~20cm 0~50m 传输速度54Mbps 1Mbps 10K~250Kbps 1Mbps 53.3~480M 424Kbps 安全性低低中高高极高高 频段 2.4GHz 2.4GHz 868MHZ欧洲 915MHz美国 2.4GHz 3.1~10.6G 13.56MHz 多频段 国际标准802.11b 802.11g 无802.15.4 802.15.1x 无ECMA340 ECMA352 成本高低极低低高低低 1.1.1WLAN WIFI是WLAN的主流技术标准，应用中常把WIFI与WLAN等价，其实这并不严谨，例如，中国对WLAN强制执行自有知识产权的WAPI标准。 WLAN应用的标准协议是802.11，这是一个庞大的协议家族。 802.11是WLAN原始标准，WIFI应用802.11b标准，可向11g、11n升级。有兴趣的可
无线通信距离计算 The manuscript was revised on the evening of 2021
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) + R是两点之间的距离 f是频率= 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、发天线间距离为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 ） = + 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) = + 20 Lg 1910( MHz ) + 20 Lg ( km ) - GR (dB) - GT (dB)= + 65.62 - 6 - 7 - 7 = (dB)) （2） PR 的计算 PR = PT / ( 10 ) = 10 ( W ) / ( 10 ) = 1 ( μW ) / ( 10 ) = 1 ( μW ) / = ( μW ) = 156 ( mμW ) # 顺便指出，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、接?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：
蓝牙(Bluetooth)、ZigBee、Wi—Fi、WiMAX、无线USB、UWB性 能对比 蓝牙: 蓝牙就是一种支持设备短距离通信(一般就是10m之内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准就是IEEE802、15,工作在2、4GHz 频带,带宽为1Mb/s。 “蓝牙”(Bluetooth)原就是一位在10世纪统一丹麦的国王,她将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用她的名字来命名这种新的技术标准,含有将四分五裂的局面统一起来的意思。蓝牙技术使用高速跳频(FH,Frequency Hopping)与时分多址(TDMA,Time DivesionMuli—access)等先进技术,在近距离内最廉价地将几台数字化设备(各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统,如数字照相机、数字摄像机等,甚至各种家用电器、自动化设备)呈网状链接起来。蓝牙技术将就是网络中各种外围设备接口的统一桥梁,它消除了设备之间的连线,取而代之以无线连接。 蓝牙就是一种短距的无线通讯技术,电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来,省去了传统的电线。透过芯片上的无线接收器,配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通,传输速度可以达到每秒钟1兆字节。以往红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离,而现在有了蓝牙技术,这样的麻烦也可以免除了 蓝牙技术的系统结构分为三大部分:底层硬件模块、中间协议层与高层应用。底层硬件部分包括无线跳频(RF)、基带(BB)与链路管理(LM)。无线跳频层通过2、4GHz无需授权的ISM频段的微波,实现数据位流的过滤与传输,本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据与信息帧的传输。链路管理负责连接、建立与拆除链路并进行安全控制。 蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点,可以进行异步数据通信,可以支持多达3个同时进行的同步话音信道,还可以使用一个信道同时传送异步数据与同步话音。每个话音信道支持64kb/秒的同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/秒、另一端速率为57、6kb/秒的不对称连接,也可以支持43、2kb/秒的对称连接。 中间协议层包括逻辑链路控制与适应协议、服务发现协议、串口仿真协议与电话通信协议。逻辑链路控制与适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量与复用协议的功能,该层协议就是其它各层协议实现的基础。服务发现协议层为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。串口仿真协议层具有仿真9针RS232串口的功能。电话通信协议层则提供蓝牙设备间话音与数据的呼叫控制指令。 主机控制接口层(HCI)就是蓝牙协议中软硬件之间的接口,它提供了一个调用基带、链路管理、状态与控制寄存器等硬件的统一命令接口。蓝牙设备之间进行通信时,HCI以上的协议软件实体在主机上运行,而HCI以下的功能由蓝牙设备来完成,二者之间通过一个对两端透明的传输层进行交互。 在蓝牙协议栈的最上部就是各种高层应用框架。其中较典型的有拨号网络、耳机、局域网访
天线发射接收原理及无线通信远距离调试方法 一、天线发射接收原理 1、抛物面天线的工作原理： 无线发射设备数字信号------高频电流------发射天线馈源（又叫照射器）------发射天线反射面------空间传播------接收天线反射面------接收天线馈源------高频电流------无线接收设备数字信号 2、普通板装天线的工作原理： 无线发射设备数字信号------高频电流------发射天线------空间传播------接收天线------高频电流------无线接收设备数字信号。 二、无线通信远距离调试方法 1、由以上可知，如果天线方式合适，就会出现如下图所示的情况：
上图中，馈源与无线电波通过反射面后汇聚成的焦点融为一体。 如果天线未放置好，则会出现以下情况： 上图中，馈源与无线电波通过反射面后汇聚成的焦点分开了。 上图中，天线接收到的不是最大截面的无线电波了。 方针： 观地形，看地图，找基准，调方向。 1）、以下情况不能通信： 2 、总结的十二字无线测试 2）、举例A 、以洈水之北干渠两次调试为例说明阻挡（障碍物）及方向问题。 为障碍物比天线矮一点不明俯仰角度问题。 调馈源就OK 了。 3）、无A 、（32字节），看信号通不通； 说明 以为房屋都是坐南朝北，从而定错了方向，以会对通信有什么影响。 B 、以武威市南营水库为例说第一次是通的，后来换铁塔后不通了，上信噪比软件如何调方向： ping 小包B 、ping 大包（1024字节或者更多），通过延时大小及稳定与否看方向正与
不正。 C、ping大包（ 60000 字节），通过延时大小及稳定与否看带宽与稳定性。 3、波瓣问题 1）、定向天线波瓣： 3）、正确通信方法 4）、错误的通信想法
北京万蓝拓通信技术有限公司宣 关于无线信号传输距离和衰减问题什么是无线CPE?CPE 的英文全称为：Customer Premise Equipment！无线CPE 就是一种接收wifi 信号的无线终端接入设备，可取代无线网卡、无线AP 和无线网桥！可以接收无线路由器，无线AP 和无线打印服务器的无线信号！是一款新型的无线终端接入设备！大量应用于医院，单位，工厂，小区等无线网络接入，节省铺设有线网络的费用！搭配14DBI的原装平板定向天线！按照理想的状况来说户外直线传输距离达到2000 米是没问题的！理想的情况所指的是无干扰无障碍的情况下，而在我们生活的城市这种情况基本上是不可能存在的，在一般的生活小区，医院和单位的较为稳定接收距离是50米左右！如果接收的距离内有墙体阻隔，按照每堵墙衰减3DBI 来算(具体衰减值跟墙的参数有很大区别) 此款无线USB CPE 还搭配USB延长线，如果要接受户外的无线信号，CPE 天线最好是外置于户外，这样搭配的3 米USB 延长线是不可缺少的了！"穿墙能力"与设备使用的频段有直接的关系。 微波的最大特点就是近乎直线传播，绕射能力非常弱，因此身处在障碍物后面的无线接收设备会被障碍物给阻挡。所以对于直线传播的无线微波信号来说，只能是"穿透"障碍物以到达障碍物后面的无线设备了。"穿透"了障碍物的无线
信号将逐渐变成较弱的信号，至于这个信号还有多强，这就是穿透能力或直接说是"穿墙能力"了。对于用户来说，都希望无线信号能至少穿透屋内的墙壁和地板。墙壁的材质有多种，有木质墙、玻璃墙、砖墙、混凝土墙等；地板一般是钢筋混凝土。每穿透一道隔离墙，无线的接受信号或多或少都有衰减，上面的建筑结构依次从低到高的衰减。一旦选用了发射功率过低、接收灵敏度不够、天线增益不够的无线设备，无线信号会衰减得很利害，传输速率急速下降，甚至会容易出现无线的盲点。无线设备的发射功率、接收灵敏度(这是双向的)、天线增益、有效传输距离都直接与隔断穿透能力和连接是否稳定以及最终实际传输速率有关，是能否实现稳定速度无缝连接十分关键的指标。 无线设备的穿透隔墙的能力，通常情况下取决于以下技术指标：(1)IEEE 802.11 规定的无线局域网设备的最大发射功率是20dBm(100 毫瓦)，一般较好的产品要达到17dBm。(2)接收灵敏度目前最优的是-105dB。经过一层木板，接收信号将衰减4dB；经过一堵砖墙，接收信号将衰减8~15 dB；经过钢筋混凝土墙，则至少衰减15~30 dB。发射灵敏度高达105dB 的无线设备具有强大的墙壁穿透性；能够连续穿透三面厚度达1.2 米总间隔30 米的钢筋混凝土墙壁而不需要任何中继设备。(3)天线增益最好是27 dBi。一般的无线局域网设备的天线增益为2dBi，按照经验，
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 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。 [Lfs](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，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：
1. 由发射功率+10dBm，接收灵敏度为-105dBm Los = 115dB（10dBm-Los=-105dBm =>Los=115dB） 2. 由Los、f 计算得出d =30公里 （Solve[ 115==32.44+20Log10[x]+20Log10[433.92],x] {{x 30.945}}） 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 （Solve[90==32.44+20Log10[x]+20Log10[433.92],x] {{x 1.74016}}） 结论: 无线传输损耗每增加6dB, 传送距离减小一倍 无线传输距离测算 很多时候，需要预估自己的无线究竟能传输多远距离，来粗略评估产品是否能够达到实用的水平。下面大致给出无线在自由空间传播距离的计算公式。自由空间指天线周围附近为无限大真空环境，是理想的环境。无线电波在传播中，能量不会被其他物体吸收、反射、衍射。自由空间中无线通信距离与发射功率，接收灵敏度，工作频率有关。 自由空间无线电波传播的损耗为： Loss=32.44+20lgd+20lgf Loss—传播损耗，单位dB;d—距离，单位km;f—工作频率，单位MHz。 例如：工作频率在2.4GHz，发射功率为0dBm（1mw），接收灵敏度为-70dBm的蓝牙系统在自由空间的传播距离：
无线通信远距离输水工程探讨 河北省南水北调配套工程是指从中线总干渠分水口门至城市自来水厂入口的输水工程，建设任务是通过总干渠40座分水口门，向48个受水目标提供生活、工业用水，全年引水量为37.69亿m3，输水线路总长961.58km，总投资121.89亿元。南水北调输水工程建设了完善的自动化监控系统，有效地保障了输水工程的稳定运行。 1南水北调配套工程通信系统 通信系统是整个自动化监控系统的重要组成部分，是连接监控端与信息处理中心的桥梁，是整体监控系统的信息传输要件。通信系统设置干渠管理处通信中心和现地监测站通信终端两层。通信中心负责自动化系统的数据通信业务，向下采集各现地监测站数据信息，采集设备运行状态、放水流量及用水计划等。现地监测站通信终端层由各管理所、泵站、分水口、闸阀站等组成，完备的通讯系统可以实现数据、图像、语音无缝传输功能。通信系统中通信中心和现地监测的通信采用了以光纤为主通信通道，无线GPRS为备用通道的双重通信方式。河北省南水北调配套输水工程通信系统按传统方式采用了专网专线的建网模式，以容量大、稳定度高、传输距离长的16芯单模光纤作为传输介质。但在实际的应用中，考虑到光纤系统虽然速度快，传输稳定，但存有着易被破坏的缺点，在光纤布设中也容易出现因为铺设工艺的不完善导致光纤缺损、光纤布网失败或数据通道间断等情况。在河北省南水北调自动化监控系统的建设中，为保证监控系统的正常运行，以建立可靠的通信通道，保证数据传输的高可靠性。根据现有通信技术的发展趋势及应用现状，在现有光纤通信主通道组网的基础上，应用中国移动通信公司GPRS无线网络来作为通信系统的备用通道，对光纤通信系统进行补强建设，进一步确保整个监控系统数据传输的无缝采集、实时传送、准确处理。 2GPRS无线通信通道建设思路
关于无线信号传输距离和衰减问题 什么是无线CPE?CPE的英文全称为：Customer Premise Equipment！ 无线CPE就是一种接收wifi信号的无线终端接入设备，可取代无线网卡、无线AP和无线网桥！可以接收无线路由器，无线AP和无线打印服务器的无线信号！是一款新型的无线终端接入设备！大量应用于医院，单位，工厂，小区等无线网络接入，节省铺设有线网络的费用！ 搭配14DBI的原装平板定向天线！按照理想的状况来说户外直线传输距离达到2000米是没问题的！理想的情况所指的是无干扰无障碍的情况下，而在我们生活的城市这种情况基本上是不可能存在的，在一般的生活小区，医院和单位的较为稳定接收距离是500米左右！如果接收的距离内有墙体阻隔，按照每堵墙衰减3DBI来算(具体衰减值跟墙的参数有很大区别) 此款无线USB CPE还搭配3米的USB延长线，如果要接受户外的无线信号，CPE天线最好是外置于户外，这样搭配的3米USB延长线是不可缺少的了！ "穿墙能力"与设备使用的频段有直接的关系。微波的最大特点就是近乎直线传播，绕射能力非常弱，因此身处在障碍物后面的无线接收设备会被障碍物给阻挡。所以对于直线传播的无线微波信号来说，只能是"穿透"障碍物以到达障碍物后面的无线设备了。"穿透"了障碍物的无线信号将逐渐变成较弱的信号，至于这个信号还有多强，这就是穿透能力或直接说是"穿墙能力"了。对于用户来说，都希望无线信号能至少穿透屋内的墙壁和地板。墙壁的材质有多种，有木质墙、玻璃墙、砖墙、混凝土墙等；地板一般是钢筋混凝土。每穿透一道隔离墙，无线的接受信号或多或少都有衰减，上面的建筑结构依次从低到高的衰减。一旦选用了发射功率过低、接收灵敏度不够、天线增益不够的无线设备，无线信号会衰减得很利害，传输速率急速下降，甚至会容易出现无线的盲点。 无线设备的发射功率、接收灵敏度(这是双向的)、天线增益、有效传输距离都直接与隔断穿透能力和连接是否稳定以及最终实际传输速率有关，是能否实现稳定速度无缝连接十分关键的指标。无线设备的穿透隔墙的能力，通常情况下取决于以下技术指标：(1)IEEE 802.11规定的无线局域网设备的最大发射功率是20dBm(100毫瓦)，一般较好的产品要达到17dBm。(2)接收灵敏度目前最优的是-105dB。经过一层木板，接收信号将衰减4dB；经过一堵砖墙，接收信号将衰减8~15 dB；经过钢筋混凝土墙，则至少衰减15~30 dB。发射灵
广州大学 无线网络与移动计算课程作业 学院：计算机科学与教育软件学院 班别：软件工程125班 姓名：陈炜坤 学号：1206100099
短距离无线通信技术综述 摘要：随着通信技术和网络的飞速发展，无线通信技术开始在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,其中作为无线通信技术的重要分支——短距离无线通信技术由于在技术，成本以及实用性上的巨大优势，越来越受到人们的重视。本文主要介绍短距离无线通信领域中的几种关键技术,包括蓝牙，802.11（Wi-Fi），紫蜂技术和ＵＷＢ技术，并简要介绍了它们的发展状况和应用领域。 关键字：短距离无线通信，蓝牙，Wi-Fi，红外数据传输，紫蜂技术，超宽带技术 一 .引言 随着Internet，多媒体和无线通信技术的飞速发展，无线通信技术具有巨大的发展潜能和商业价值。作为无线通信技术的重要分支,短距离无线通信技术更是凭借自己独有的特性受到人们的关注。 短距离无线通信包含如下特征：首先，它的通信距离很短，一般在百米范围之内，只适合小区域使用。由于距离较短，传输过程中遇到障碍物的几率较小，所以可以用较小的发射功率发射信号，功耗低；其次，对等通信是短距离无线通信的重要特性，它不需要中转设备，可以在发送端和接受端直接进行数据的传输，方便快捷；最后，成本低廉，节省了布线资源。 二 .短距离无线通信技术的分类和应用 简单的说，一个典型的短距离无线通信系统主要由两部分组成，即无线发射机和无线接收机。目前应用广泛的无线通信技术包括蓝牙(Bluetooth),802.11(Wi-Fi),红外数据传输(IrDA),紫蜂(Zigbee)超宽带技术(UWB)等。 1. 蓝牙(bluetooth) 蓝牙是由爱立信公司于1994年首先提出的一种工作在2.4GHz频段的短距离无线通信技术规范，它的有效范围在10m以内。在此范围内，运用蓝牙技术可以实现多台设备的无线互联并以1Mb/s的速度进行信息传输。它主要分为主设备和从设备，其中主设备是在组网连接中主动发送连接请求的设备，而从设备是被连接的设备，几个蓝牙设备连接成一个微微网，微微网是蓝牙最基本的网络形式，多个微微网在时间和空间的复用组成了更加复杂的网络拓扑结构，成为散射网[1]。 蓝牙具有低成本高速率的特点,目前主要应用在数据输入,外围设备连接以及无线局域网中,在日常生活中,蓝牙产品涵盖PC,移动电话,汽车电子,家用电器和工业设备等领域,应用十分广泛。
无线通信距离计算 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
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) + 92.44R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、发天线间距离为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、接收设备的灵敏度、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 43100 100 80109 200 149121 500 342125 700 463130 1000 639139 2000 1194148 4000 2233153 6000 3220160 10000 5106169 20000 9548181 50000 21838通过上述三个步骤可以对每个基
各种近距离无线传输对比
蓝牙（Bluetooth）、ZigBee、Wi—Fi、WiMAX、无线USB、UWB 性能对比 蓝牙： 蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般是10m之内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在 2.4GHz 频带，带宽为1Mb/s。 “蓝牙”（Bluetooth）原是一位在10世纪统一丹麦的国王，他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。蓝牙技术使用高速跳频（FH，Frequency Hopping）和时分多址（TDMA，Time DivesionMuli—access）等先进技术，在近距离内最廉价地将几台数字化设备（各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统，如数字照相机、数字摄像机等，甚至
蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点，可以进行异步数据通信，可以支持多达3个同时进行的同步话音信道，还可以使用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/秒的同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/秒、另一端速率为57.6kb/秒的不对称连接，也可以支持43.2kb/秒的对称连接。 中间协议层包括逻辑链路控制和适应协议、服务发现协议、串口仿真协议和电话通信协议。逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量和复用协议的功能，该层协议是其它各层协议实现的基础。服务发现协议层为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。串口仿真协议层具有仿真9针RS232串口的功能。电话通信协议层则提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制指令。 主机控制接口层（HCI）是蓝牙协议中软硬件之间的接口，它提供了一个调用基带、链路管理、
1 FFD通常有的工作状态。A.主协调器 B.协调器 C.终端设备 2 Zigbee技术的优点。近距离低复杂度低数据速率 3作为ZigBee技术的物理层和媒体接入层的标准协议是802.15.4 4 Zigbee每个协调点最多可连接255个节点。Zigbee网络最多可容纳65535个节点。 5 ZigBee网络中传输的数据可分为哪几类周期性，间歇性，反复性的、反应时间低的数据6支持Zigbee短距离无线通信技术的是Zigbee联盟 7 WPAN的特点。A有限的功率和灵活的吞吐量C网络结构简单D成本低廉 8 Zigbee体系结构。 物理层（PHY） 物理层定义了物理无线信道和MAC 子层之间的接口，提供物理层数据服务和物理层管理服务。-物理层数据服务从无线物理信道上收发数据。-物理管理服务维护一个由物理层相关数据组成的数据库。 物理层功能 1)ZigBee 的激活；2)当前信道的能量检测；3)接收链路服务质量信息；4)ZigBee 信道接入方式；5)信道频率选择；6)数据传输和接收。 MAC 层 MAC 层负责处理所有的物理无线信道访问，并产生网络信号、同步信号；支持PAN 连接和分离，提供两个对等MAC 实体之间可靠的链路。_MAC 层数据服务：保证MAC 协议数据单元在物理层数据服务中正确收发。MAC 层管理服务：维护一个存储MAC 子层协议状态相关信息的数据库。 MAC 层功能 1）网络协调器产生信标；2）与信标同步；3）支持PAN(个域网)链路的建立和断开；4）
为设备的安全性提供支持；5）信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入(CSMA-CA)机制；6）处理和维护保护时隙(GTS)机制；7）在两个对等的MAC 实体之间提供一个可靠的通信链路。 网络层（NWK） ZigBee 协议栈的核心部分在网络层。网络层主要实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能，支持Cluster-Tree 等多种路由算法，支持星形（Star）、树形（Cluster-Tree）、网格（Mesh）等多种拓扑结构。 网络层功能： 1)网络发现；2)网络形成；3)允许设备连接；4)路由器初始化；5)设备同网络连接；6)直 接将设备同网络连接；7)断开网络连接；8)重新复位设备；9)接收机同步；10)信息库维护。 安全层（SSP）(Security Service Provider) 安全层是Zigbee独立开发出来进行信息安全验证的功能模块，在OSI和TCP/IP模型中都没有体现。它主要负责实现信息交换的密钥管理、密钥存取等功能。 应用程序接口（API） ZigBee 应用层框架包括应用支持层(APS)、ZigBee 设备对象(ZDO)和制造商所定义的应用对象。应用支持层的功能包括：维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息。所谓绑定就是基于两台设备的服务和需求将它们匹配地连接起来。 ZigBee 设备对象的功能包括：定义设备在网络中的角色(如ZigBee 协调器和终端设备)，发起和响应绑定请求，在网络设备之间建立安全机制。ZigBee 设备对象还负责发现网络中的设备，并且决定向他们提供何种应用服务。ZigBee 应用层除了提供一些必要函数以及为网络层提供合适的服务接口外，一个重要的功能是应用者可在这层定义自己的应用对象。
几种短距离无线通信技术对 比 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
短距离无线通信技术比较 近年来，各种无线通信技术迅猛发展，极大的提供了人们的工作效率和生活质量。然而，在日常生活中，我们仍然被各种电缆所束缚，能否在近距离范围内实现各种设备之间的无线通信？ 纵观目前发展较成熟的几大无线通信技术主要有ZigBee;蓝牙(Bluetooth)，红外(IrDA)和无线局域网802.11(Wi-Fi)。 同时还有一些具有发展潜力的近距离无线技术标准，它们分别是：超宽频(UltraWideBand)、短距离通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线139和专用无线系统等。它们都有各自立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求; 或着眼于距离的扩充性;或符合某些单一应用的特殊要求;或建立竞争技术的差异优化等。但没有一种技术完美到可以满足所有的要求。 蓝牙技术 蓝牙技术诞生于1994年，Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以建立手机及其附件间的通信。能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。 1998年，蓝牙技术协议由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等五家公司达成一致。蓝牙协议的标准版本为802.15.1，由蓝牙小组(SIG)负责开发。802.15.1的最初标准基于1.1实现，后者以构建到现行很多蓝牙设备中。新版802.15.1a基于等同于蓝牙1.2标准，具备一定的Qos特性，并完整保持后项兼容性。 但蓝牙技术遭遇最大的障碍在于传输范围受限，一般有效的范围在10米左右，抗干扰能力不强、信息安全问题等问题也是制约其进一步发展和大规模应用的主要因素。因此业内专家认为蓝牙的市场前景取决于蓝牙能否有效地解决上述制约难题。 IrDA技术 IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。目前它的软硬件技术都很成熟，在小型移动设备，如：PDA、手机上广泛使用。起初，采用IrDA标准的无线设备仅能在1m范围内以115.2kb/s速率传输数据，很快发展到4Mb/s以及16Mb/s的速率。
超低成本的2.4G 超远距离超远距离无线遥控无线遥控无线遥控、、无线传输传输方案方案方案随笔随笔 在2.4G 的领域里面。大家比较熟悉的就是蓝牙和wifi 。物联网用的比较多的就是zigbee 。而在专业的领域用的比较多的就是nrf2401，cc2500等低成本芯片。就距离而言，相同的功率下100mw ，17Dbm 的增益下。蓝牙只有10米，wifi 大概20米。Zigbee 也不超过50米。nrf2401，CC2500不会超过100米。 其实目前2.4G 的传输距离为什么近，其最本质的原因是1：该公共频道带宽不足，手机，蓝牙，wifi 都占用这个频道。2：功率必须符合100mw ，增益在17dbm 以下，不然过不了FCC 、国家标准。也因此意味着你无法通过加大功率的办法来增加距离。有人会反问我：网络上有看过人家wifi 能传300km 的呢。是的，我也相信这是真的。只是这根本没有可比性，也没有实用价值。这好比你硬要在自行车上实现飞机那样的速度，你说可以吗？我的答案是完全可以。我需要增加最先进的动力设备，加最轻的机壳材料，加最好的传感器，把飞机上得所有东西放在自行车上。相信最后做出来的自行车飞机，那完全就不叫自行车了，也许最后我们连自行车的轮子都看不到了。更可悲的是这个产品的造价也许够人家飞机厂做几台这样的飞机出来了。 如果你得产品要获得出口到美国，中欧一些国家的话。使用2.4G 的公共频道是不需要申请的。但是辐射功率必须在100mv 以下。甚至有些国家还要求RF 发送的时间间隙要在3ms 以上。否则你的产品没办法在这些国家销售。中国的话没有强制的要求，但2016年之后中国也会出台相关的强制标准。 那是不是除了上面两个条件，就没有其他办法来增加传输的距离了呢？答案当然是可以。本文就针对该问题提出了一整套的解决方案。至于你能不能领悟到其中的奥秘，那就看你的造化了。 废话少说，我们转入正题。方案好不好，首先我们得要选一个好的硬件平台，就好像做饭一样，巧妇难为无米之炊，我们要做一个上好的牛扒，选对牛肉是关键。无线传输中，选对一个RF 芯片是非常重要的。 那如何选对一颗好的芯片呢，其实无线传输最重要的一个指标就是灵敏度和传输速率。理论上是灵敏度越高，传输距离会越远。传输速率越快，传输距离也会越远。简单的说，就是你灵敏度高了，同样的距离下，你很微弱的信号都能让对方接收到，然后你才有条件来作数据的转换，才能变成有效的信息。而传输的速率快，换句话说，同样的时间内，以1秒为一个单位，假设芯片A 一共发送10个包，其中在500米的地方只能成功收到2个包，再远就收不到了。假设芯片B 速率快，它在1秒内可以发送20个包，同样条件下在500米的地方能成功的收到4个包，这样的话芯片B 其实还能把距离再拉远一点，也许在700米的地方它还能成功收到2个包，那我们就说芯片B 的传输距离比芯片A 的要远。如果有个芯片灵敏度又高，速率又快，那就完美了。不过现实总是那么的残酷，鱼与熊掌不可兼得。我们做产品的首先考虑的还是性价比问题。这在低成本的产品中更为突出。所以我们都是在同价格中选功能，同功能中我们选性能。总之你如果能用最小的成本做最好的产品，那你就是厉害的了。你不能只出自行车的价格要求做出摩托车那样的速度，你也不能用摩托车的价格来跟汽车这样的产品。这个道理你懂的。
深圳大学期末考试试卷 开/闭卷 A/B 卷 课程编号 23130014 课程名称 短距离无线通信 学分 2 命题人(签字) 审题人(签字) 年 月 日 从实现方法、频谱特性等方面阐述跳频和直接序列扩频技术的区别，码分多址属于其中的哪一种？如何实现？（15分） 天线有哪些特征？导致信号衰减衰落的原因有哪些？在移动通信中为何要使用蜂窝模式？如何控制蜂窝的大小？（15分） 请回答下列问题：（30分） 1） 802.11中规定了哪些拓扑结构？分别适用于哪些应用场合？ 2） 无线介质访问为何不能采用CSMA/CD ？请以802.11种无线介质访问 协议为例，论述无线介质访问的典型方法。 3） 请简述802.11中共享密钥认证的方法。 请回答下列问题：（20分） 1） 谈谈你对篮牙微微网的认识？ 2） 请简要叙述两个篮牙设备连接得过程？ 请回答下列问题：（20分） 1） IEEE802.15.4协议和Zigbee 协议有何联系和区别？请根据这两个 协议，谈谈你对无线传感器网络的认识。 2） 请结合自己的专业特点，设计一个无线传感器网络的应用场景。
1.从实现方法、频谱特性等方面阐述跳频和直接序列扩频技术的区别，码分多址属于其中的哪一种？如何实现？（15分） 答： 跳频：跳频本质上就是按照收发双方约定的、对第三者保密的、规律不断变换地发射频率。在跳频频段内分布着若干个信道，每个信道带宽都和窄带信号带宽相同。传输时，在每个固定间隔信号在这些信道之间随机跳跃。它具有躲避式抗瞄准干扰能力，尤其是抗窄带干扰信号能力强。有良好的远近特性，不会引起同频阻塞干扰。频率合成器产生的载频准确度和稳定度高，且由扩频码控制，同步容易实现。存在的缺点是信号隐蔽性差，快跳频系统频率合成器不容易实现。 直接序列扩频技术：直接序列扩频技术是利用扩展码，每个输入信号在传输信号中被k个比特表示，扩频码展宽信号频谱的带宽和k成正比。它具有良好的抗噪、抗多径效应、抗窃听能力。此外，由于采用码分多址自相关技术进行扩频和解扩，众多用户可以共享同一带宽，频谱利用率高。 码分多址属于直接序列扩频技术。实现：每个站点（移动台）被指定一个唯一的m位代码或称码片序列，并且都必须是两两正交，当发送比特1时，站点就发送其码片序列，发送比特0时，站点就发送其码片序列的反码。 2.天线有哪些特征？导致信号衰减衰落的原因有哪些？在移动通信中为何要使用蜂 窝模式？如何控制蜂窝的大小？（15分） 答： 天线的特征：1.每一种天线都有其频率范围：频率 = 光速/波长（Hz）2.长度：波长越长天线尺寸越大3.形状：全向天线和定向天线形状不同。理想的天线是在空间的一个点向四周均匀发射信号，但通常的天线都是有方向性的4.增益：天线在某方向的增益就是该方向发射的功率与理想天线在该方向的功率之比，单位是（dBi）。 导致信号衰减衰落的原因：1.射频信号在自由空间衰减。2.反射和透射3.绕射4.与其他的射频信号源互相干扰造成衰减。5.多径衰落。 使用蜂窝模式的原因：1.1956年，FCC分配的带宽总共只能支持44个信道,有许多用户都用不上。而使用蜂窝模式，每一个蜂窝使用一组频道。如果两个蜂窝相隔足够远，则可以使用同一组频道。可以重复利用信道，提高信道的利用率。2.信号随距离快速衰落：障碍物越密，衰落越快。将一块大的区域划分为多个小的蜂窝，使用多个小功率发射器代替一个大功率发射机。可以获得更好的信号，降低发射功率，节约成本。 控制蜂窝的大小的方法：蜂窝的大小取决于发射机的有效发射距离，六边形蜂窝在发射机的有效发射距离覆盖范围之内，而两个七小区群的中心的距离要超过有效发射距离的两倍。 3.请回答下列问题：（30分） 802.11中规定了哪些拓扑结构？分别适用于哪些应用场合？ 无线介质访问为何不能采用CSMA/CD？请以802.11种无线介质访问协议为例，论述无线介质访问的典型方法。 请简述802.11中共享密钥认证的方法。 答： 1、802.11中规定了四种拓扑结构，分别为：独立基本服务集（IBSS）网络、基本服务集（BSS）网络、扩展服务集（ESS）网络、ESS（无线）网络。 2、IBSS可以让用户自发地形成一个无线局域网.，我们可以轻易把手上网卡，以特设方式，在会议室迅速建立一个小型无线局域网。在电信本地网中，可以应用于业务受理、工单管理、资源管理等场合。BSS则可以运用在通信信号处理（多用户检测）、语音分离、生物信号分离、经济数据
短距离无线通信场指的是 100m 以内的通信，主要技术包括 Wifi、紫蜂(Zigbee)、蓝牙技术(Bluetooth)、超宽带技术(Ultra-wideband ,UWB)、射频识别技术(Radio Frequency IDentification ,RFID)以及近场通信(Near Field Communication,NFC)等类型。低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈要求，作为无线通信技术重要分支的短距离无线通信技术正逐步引起越来越广泛的关注。各国也相应地制定短距离通信技术标准，特别是RFID 和 NFC 在物联网、移动支付和手机识别方面的应用标准，例如主要的RFID 相关规范有欧美的 EPC 规范、日本的 UID(Ubiquitous ID)规范和 ISO 18000 系列标准。中国政府也高度重视短距离通信的发展，制定了一系列的政策来扶持短距离通信产业。例如科技部、工信部联合 14 部委制订的《中国 RFID 发展策略白皮书》等。此外，包括诺基亚、英特尔、IBM、东芝、华为、中兴和联想等众多企业也积极参与到短距离无线通信中各技术的研究中。 1、Wi-Fi技术 Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线高保真)是一种无线通信协议（），Wi-Fi的传输速率最高可达11Mb/s，虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在无线电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100 m左右。 Wi-Fi是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速率接入互联网。实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽将被多个用户分享，Wi-Fi的连接速度会降低到只有几百kb/s，另外，Wi-Fi的信号一般不受墙壁阻隔的影响，但在建筑物内的有效传输距离要小于户外。 最初的规范是在1997年提出的，称为，主要目的是提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准，它的工作频率是，与无绳电话、蓝牙等许多不需频率使用许可证的无线设备共享同一频段。随着Wi-Fi协议新版本如和的先后推出，Wi-Fi的应用将越来越广泛。速度更快的使用与相同的正交频分多路复用调制技术，它也工作在频段，速率达54Mb/s。根据最新的发展趋势判断，将有可能被大多数无线网络产品制造商选择作为产品标准。微软推出的桌面操作系统Windows XP和嵌入式操作系统Windows CE，都包含了对Wi-Fi的支持。 2、UWB技术 超宽带技术UWB（Ultra Wideband）是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。 UWB可在非常宽的带宽上传输信号，美国FCC对UWB的规定为：在～频段中占用500MHz以上的带宽。由于UWB可以利用低功耗、低复杂度发射/接收机实现高速数据传输，在近年来得到了迅速发展。它在非常宽的频谱范围内采用低功率