無線通訊引數的基於分貝的表示 - 引數之間的轉換
在無線通訊中,某些引數(如功率和電壓)的大小變化幅度很大 - 例如,行動通訊中的接收訊號功率電平可以在十分之一毫瓦到幾百毫瓦之間變化。對於某些無線通訊系統,接收功率可以在幾十瓦到幾十分之一微瓦之間變化!這是由於無線通道條件以噪聲、衰落等形式存在。
以下等式分別表示相對於 1 V 和 1 W 的電壓和功率增益。
$$電壓增益(dBV)=20log_{10}(\frac{電壓值}{1V})$$
$$功率增益(dBW)=10log_{10}(\frac{功率值}{1W})$$
由於接收功率/電壓電平變化幅度很大,因此通常習慣以分貝表示功率。在功率的情況下,參考功率電平通常取為 1 毫瓦。將接收功率電平與 1 毫瓦進行比較,並將接收功率與參考功率的比率對映到分貝刻度上。
以下等式表示以 dBmW 表示的功率,參考功率為 1 毫瓦。
$$功率增益(dBmW)=10log_{10}(\frac{功率值}{1mW})$$
分貝表示法證明對解釋資料非常方便。線上性(絕對)刻度上,很難在一個圖上表示變化範圍很大的量。很難選擇合適的刻度來表示各種值。功率、電壓、電流等的基於分貝的表示本質上用於方便地在一個刻度上呈現值。
無線通訊引數的一些常用基於分貝的表示包括 dBW(相對於 1 瓦的分貝)、dBmW(相對於 1 mW 的分貝)、dBµW(相對於 1 微瓦的分貝)、dBV(相對於 1 V 的分貝)、dBmV(相對於 1 毫伏的分貝)、dBµV(相對於 1 微伏的分貝)等等。
$$V(dBmV)=20log_{10}(\frac{電壓值}{1mV})$$
$$V(dBμV)=20log_{10}(\frac{電壓值}{1μV})$$
$$P(dBμW)=10log_{10}(\frac{功率值}{1μV})$$
下表總結了無線通訊系統(包括無線鏈路預算)中常用的 dB 值。
快速總結
下表將有助於快速解決問題
輸入功率增加‘dB’ | 輸出功率 |
---|---|
3 dB | 輸入功率的兩倍 |
6 dB | 輸入功率的四倍增加 |
9 dB | 輸入功率的八倍增加 |
10 dB | 輸入功率的十倍 |
‘dB’減少的情況也適用。讓我們再看看一個重要的轉換表。
轉換表
從…轉換 | 程式 |
---|---|
‘dBm’ 到 ‘dBW’ | ‘X’ dBm(或 dBmW)= 30 + ‘X’ dBW 6.02 dBW = 36.02 dBmW |
‘dBμW’ 到 ‘dBW’ | ‘Y’ dBμW = 60 + ‘Y’ dBW 40 dBμW = -20 dBW |
‘dBμV’ 到 ‘dBV’ | ‘Z’ dBμV = 120 + ‘Z’ dBV 40 dBμV = -80 dBV |
數值示例
1. 將 10 dBW 轉換為 dBm
解。我們知道,從表中,‘X’ dBm(或 dBmW)= 30 + ‘X’ dBW
因此,10 dBW 轉換為 40 dBm。
2. 將 12 dBV 轉換為 dBµV
解。從表中,‘Z’ dBµV = 120 + ‘Z’ dBV。
因此,12 dBV 轉換為 132 dBµV