ZigBee ISM频带传输距离估算

常用的射频功率强度单位是毫瓦分贝或瓦分贝，而不是绝对功率强度。因此方程式(6)可表示为：

(7)

下例说明这些观念。假设发射频率900MHz，发射功率6.3mW (8dBm)，并且使用单位增益的发射和接收天线，则在户外视线范围1200公尺处的接收功率可计算如下：户外环境的参考距离为100公尺，900MHz讯号的波长为0.33公尺，因此可先利用方程式(1)的值计算100公尺处的接收功率如下：

(8)

要计算毫瓦分贝功率值，就必须将功率表示为如下的毫瓦值：

PR(100) = 0.44 × 10-6mW.(9)

这可得到：

PR(100) = 10log(0.44 × 10-6mW) = -63.6dBm.(10)

利用方程式(7)可得到1200公尺处的接收功率为：

(11)

以及

PR(1200) = -63.6dBm C 21.58dB = -85dBm.(12)

您还可利用方程式(5)验证接收功率就是这个值。

故在没有障碍物且视线可及的理想环境里，当发射功率为8dBm时，距离1200公尺位置的接收功率约为-85dBm。当然，实际环境下的接收功率会低于该理想值，因为目标点与发射机之间可能有障碍物，或根本就在视线外。从前述例子得知路径损耗为PT C PR，因此它等于8dBm C (-85dBm) = 93dB。

实际路径损耗公式
任何实用的无线传感器系统都必须知道其最大可靠传输距离。这个无线系统传输距离直接由链路预算参数决定：

LB = PT + GT + GR C RS(13)

其中LB是以分贝表示的链路预算，PT是以毫瓦或瓦分贝表示的发射功率，GT是以分贝表示的发射机天线增益，GR是以分贝表示的接收机天线增益，RS是接收机灵敏度，代表系统能够侦测并提供适当讯号杂波比的最小射频讯号。接收机灵敏度如方程式14所示：

S = -174dBm/Hz + NF + 10logB + SNRMIN(14)

其中-174dBm/Hz是热噪声基准，NF是以分贝表示的接收机总噪声指数，B是接收机总频宽，SNRMIN则是最小讯号杂波比。如果发射机与目标接收机之间的总路径损耗大于链路预算，数据就会遗失，通讯也无法进行。因此，设计人员在发展最终系统时必须精确分析路径损耗特性，并与链路预算比较以获得初步的距离估算值。

室内信道路径损耗
室内无线电信道不同于户外信道，这是因为室内通道的传输距离较短，通道损耗的变动也较大，所以接收讯号强度的变化较大。但对固定无线装置而言，这个部分却可忽略不计。建筑物的平面配置、类型和建筑材料都会对室内讯号传播产生很大影响。研究人员将室内通道分为两种，一种视线可及的信道，另一种是受到不同程度阻隔的通道（参考文献1）。建筑物的内部与外部结构可能含有许多不同的隔间和障碍物，隔间方式取决于该建筑是在家庭或办公室环境。建筑结构的隔间是固定隔间，活动隔间则能到处移动，而且隔间顶端不会碰到天花板。家庭通常采用木板隔间，办公室建筑则会在楼层之间使用钢筋混凝土，并且采用活动隔间方式。

建筑物有许多不同的隔间方式，它们的实体和电气特性也差异很大，很难靠着通用模型来分析室内信道。但经由广泛的研究，业界已将常用材料的讯号损耗制成表格（表1）。

楼层衰减因子代表楼层之间的隔离损耗 （表2）。