無線網路 — RF(射頻)的計算
我們將介紹
- 一些重要的術語
- 10s與 3s法則
以上這將作為 RF 計算的指南。因此，有些術語對於 RF 和 Wi-Fi 來說一般都很重要。
術語
Milliwatt (mW)
毫瓦是用來測量 Wi-Fi 訊號強度的功率單位。它代表千分之一瓦，用於表示 Wi-Fi 裝置（例如存取點 Access Point）傳輸的電量。Wi-Fi 設備的功率輸出通常以毫瓦為單位，數值越高表示訊號越強。
Decibel (dB)分貝
dB(分貝)是用來描述兩個訊號功率等級之間比率的量測單位。這是表達兩個訊號之間強度差異的一種方式。但分貝尺度不是採用線性的而是對數的。
當我們談到射頻中的功率等級時，我們通常指的是與一毫瓦和分貝的參考功率等級相比的比率，以提供一種測量訊號強度的方法。DB 值越高，表示訊號越強，DB 值越低，表示訊號越弱。分貝可以分解為各個部分，這取決於測量方法。
- Decibel to Milliwatt (dBm)
dBm是一個對數單位，它透過將訊號強度與一毫瓦的參考等級進行比較來幫助我們了解訊號強度。此數值告訴我們訊號相對於參考水準有多強或多弱。 - Decibels Relative to an Isotropic Radiator (dBi)
dBi可協助我們測量相對於全向性輻射器時，天線的增益或其輻射模式的方向性。 - Decibels Relative to a Half-Wave Dipole Antenna (dBd)
量化天線的增益或相對於半波偶極天線(half-wave dipole antenna)的輻射方向模式的方向性。半波偶極天線是天線比較中常用作參考的一種天線。因此，當我們說天線的增益為例如 3dBd時，這意味著與半波偶極天線相比，它在特定方向上發送或接收訊號的效率高出三倍。
RSSI(Receive Singal Service Indicator)
RSSI 是 Wi-Fi 設備（例如 AP 或用戶端）接收的無線訊號強度的測量值，通常以 dBm為單位，它呈現接收訊號的功率等級。當然，RSSI 越高，表示訊號越強，這通常意味著更好的效能和更高的資料速率。
VSWR (Voltage standing wave ratio)電壓駐波比
這是由於天線和傳輸線之間的阻抗不匹配而從天線反射回來的能量的量測。在Wi-Fi中，VSWR用於衡量天線系統的效率，它呈現最大電壓與最小電壓與傳輸線駐波模式之比。高VSWR意味著天線和傳輸線之間的匹配較差，並且會導致訊號強度和效能下降。
Intentional Radiator
Intentional radiator是一種無線設備，旨在發射射頻能量，以便透過 Wi-Fi 網路無線傳輸資料。
Intentional radiator包括 Wi-Fi AP和其他以 Wi-Fi 頻率運行的設備，例如筆電、智慧型手機和平板電腦，簡而言之，就是通往天線的整個系統，這些Intentional radiator會受到主管單位監管以最大允許功率輸出和頻譜發射限制等要求，以確保它們不會對其他無線設備造成有害干擾。或在同一頻段運作的服務。
Watt (W)
瓦特是用於測量射頻訊號強度的功率單位，射頻系統的功率輸出可以使用以下公式計算：瓦特功率等於伏特電壓乘以安培電流，即類似於水流的力量由水的壓力和流量決定。但在射頻系統中，頻率、阻抗和調變等其他因素也在決定系統的整體校能方面發揮重要作用。
10s與 3s法則
10s and 3s法則是 Wi-Fi 網路射頻設計中使用的指導原則:
- 10s法則規定，每損失 10 db的訊號，可能是由於距離、障礙物或干擾造成的，訊號強度降低了十倍
- 3s法則則是每損失 3db的訊號，訊號強度就會減半。
因此這些規則很重要，因為它們幫助我們了解 Wi-Fi loss對 Wi-Fi 網路的影響。透過了解這些法則，我們可以在設計和部署 Wi-Fi 網路時做出更好的決策，例如確定 AP 和天線的最佳位置，確保訊號強度足以實現可靠的連接。
法則
如果我們有 50mW，我們上加 3 db增益，因此這基本上是將其翻倍。這相當於100mW。
50mW + 3db = 100mW
相反，如果是 50mW，並且引入了 3 db的損失，結果為25mW。
50mW -3db = 23mW
現在讓我們來看一個10s法則的例子。
假如與3s法則的範例起點相同，為 50mW，然後我們增加 10 分貝的增益，這基本上就是將其增加了 10 倍。
50mW + 10db = 500mW
如果引入 10 db的損失，那麼基本上就是將其除以 10，其結果為5 mW。
50mW -10db = 5mW
案例
這裡我們有一個以 100mW 的發射器。但是，我們連接了一條電纜，這會導致3 db的損失。然後我們有一個引入 3 dbi 增益的天線。所以產生的功率是100mW。
讓我們將每個組件分開個別計算。源頭是100mW。然後引入 3 db 的電纜損耗。這樣就將其減少了一半。結果是 50mW。但是然後引入了一個具有 3dbi 增益的天線，所以這樣會翻倍了。因此結果為 100mW。
讓我們再舉另一個案例。我們有相同的發射器，發射功率為 100mW。但是然後我們引入了一條損耗為 10 db的電纜。然後我們有一個增益為 3 dbi的天線。結果是20mW。
再次將每個組件分離出來從 100mW 開始。然後我們引入那 10db 的損失。這就是將 100 除以 10。結果是10mW。但隨後我們引入了增益為3db的天線。這樣就將其加倍，得到了 20mW。
另一個例子是，我們有相同的發射器，其發射功率為 100mW。我們引入一條損耗為 10db 的電纜和一條增益為 9 dBi的天線，產生的功率為80mW。
因此再次將其分解，因此首先發射器的100mW電纜損耗為10db。所以結果就是10mW。但是我們有增益為 9 dBi 的天線。九基本上是三個三。因此您要將其翻倍三倍(10 + 10 / 20+20 / 40+ 40)。因此結果就是 80mW。
最後一個案例看起來不像10s/3s法則。上圖中，我們有一個25mW發射器、一條損耗為7db的電纜和一個3dbi 增益天線，總共產生十毫瓦。
雖然看起來不是偶數，但我們仍然使用10s/3s法則，特別是那7db的損失。
7db是等於10db–3db。因此分開計算，先讓25 除以 10，結果是2.5mW。然後是增加3db，使其翻倍(2.5+2.5)，結果為 5mW，實際上是 4.99，但四捨五入了。
最後 3dbi 的天線增益，將其加倍，得到 10 mW。如果我們要得到 7 db 的增益，那麼10s/3s的計算將會相反，我們實際上會乘以10，然後用3減半。最後附上增益與損失的快速查閱表(如下)。
