射频基础与信号传播：dB/dBm/dBi、自由空间路径损耗、多径效应与信噪比
做WiFi优化，绕不开射频。很多人觉得射频是玄学，信号看不见摸不着。其实没那么复杂。你只要搞懂几个核心概念，就能看懂网优报告，也能判断问题出在哪。
这一章，我把射频基础拆成四块：单位体系、路径损耗、多径衰落、信噪比。每块我都会结合项目里的真实案例来讲。
2.1 dB、dBm、dBi：射频世界的“度量衡”
这三个单位，我见过太多人搞混。有一次同事跟我说“AP功率调高了3dBm”，我一听就知道错了——dBm和dB根本不是一回事。
2.1.1 dB：相对值，表示“变化了多少”
dB是两个功率的比值取对数。公式很简单：
dB = 10 × log10(P1 / P2)它只表示相对变化，不表示绝对值。比如：
- 功率翻倍 → +3 dB
- 功率减半 → -3 dB
- 功率变10倍 → +10 dB
- 功率变1/10 → -10 dB
2.1.2 dBm：绝对值，表示“有多大功率”
dBm是以1 mW为参考的绝对功率。公式：
dBm = 10 × log10(P / 1 mW)记住几个常用值：
| 功率 | dBm值 | 典型场景 |
|---|---|---|
| 1 mW | 0 dBm | 参考基准 |
| 100 mW | 20 dBm | 家用AP典型发射功率 |
| 500 mW | 27 dBm | 企业级AP最大功率 |
| 1 W | 30 dBm | 室外桥接设备 |
| 0.1 mW | -10 dBm | 手机接收到的弱信号 |
2.1.3 dBi：天线增益，表示“集中了多少能量”
dBi是天线相对于理想点源（全向辐射）的增益。说白了，天线不放大功率，它只是把能量往某个方向集中。
- 全向天线：2～5 dBi，水平360°覆盖
- 定向天线：8～15 dBi，能量集中在一个方向
- 抛物面天线：20+ dBi，用于远距离点对点
EIRP（等效全向辐射功率）的计算：
EIRP (dBm) = 发射功率 (dBm) + 天线增益 (dBi) - 馈线损耗 (dB)举个例子：AP功率20 dBm，接10 dBi定向天线，馈线损耗2 dB。EIRP = 20 + 10 - 2 = 28 dBm。这个值不能超过各国法规上限（中国是36 dBm，美国是30 dBm）。
2.2 自由空间路径损耗：信号在空气中“衰减”了多少
信号在空气中传播，能量会自然衰减。这个衰减叫自由空间路径损耗（FSPL）。公式：
FSPL (dB) = 20 × log10(d) + 20 × log10(f) + 32.44其中d是距离（km），f是频率（MHz）。
简化一下，2.4 GHz和5 GHz的常用估算：
| 距离 | 2.4 GHz路径损耗 | 5 GHz路径损耗 |
|---|---|---|
| 10 m | 约60 dB | 约67 dB |
| 50 m | 约74 dB | 约81 dB |
| 100 m | 约80 dB | 约87 dB |
| 500 m | 约94 dB | 约101 dB |
你看，5 GHz比2.4 GHz多衰减约7 dB。这就是为什么5 GHz穿墙差、覆盖近——物理规律决定的，不是设备不行。
2.3 多径效应与衰落：信号为什么“忽强忽弱”
现实中信号不是直线传播的。它会反射、绕射、散射。结果就是：接收端收到多个不同路径来的信号，它们叠加在一起。
这就是多径效应。它带来两个问题：
2.3.1 小尺度衰落：信号在毫秒级波动
当多径信号相位相同时，叠加增强；相位相反时，叠加抵消。你拿着手机原地转个圈，信号强度可能波动10～20 dB。这不是设备坏了，是物理现象。
- 瑞利衰落：没有直射路径，全是反射波。常见于室内隔间、地下室。
- 莱斯衰落：有直射路径+反射波。常见于视距场景。
2.3.2 时延扩展：码间干扰
不同路径的信号到达时间不同。如果时延差超过一个符号周期，就会干扰下一个符号。这就是码间干扰（ISI）。
OFDM（正交频分复用）通过加循环前缀（CP）来对抗这个问题。CP长度要大于最大时延扩展。标准CP是0.8 μs，长CP是3.2 μs。
2.4 信噪比（SNR）与噪声系数
信号强度高不代表网速快。关键看信噪比（SNR）——信号功率与噪声功率的比值。
SNR (dB) = 信号功率 (dBm) - 噪声功率 (dBm)举个例子：信号-65 dBm，噪声-95 dBm，SNR = 30 dB。这个值越高，调制方式就能用越高阶的，速率就越快。
| SNR范围 | 可用调制方式 | 典型速率（单流） | 体验评价 |
|---|---|---|---|
| > 35 dB | 1024-QAM | 600+ Mbps | 优秀 |
| 25～35 dB | 256-QAM | 300～600 Mbps | 良好 |
| 15～25 dB | 64-QAM | 100～300 Mbps | 一般 |
| 5～15 dB | QPSK | 20～100 Mbps | 较差 |
| < 5 dB | BPSK | < 20 Mbps | 几乎不可用 |
2.4.1 噪声系数（NF）：接收机自身的“底噪”
噪声系数衡量接收机内部引入的额外噪声。NF越低，接收机越灵敏。
- NF = 0 dB：理想接收机，不引入噪声（现实中不存在）
- NF = 3～5 dB：优秀接收机
- NF = 6～10 dB：普通消费级芯片
接收灵敏度公式：
灵敏度 (dBm) = -174 + 10 × log10(带宽) + NF + 所需SNR以20 MHz信道、NF=5 dB、需要25 dB SNR为例：
灵敏度 = -174 + 10×log10(20×10^6) + 5 + 25
= -174 + 73 + 5 + 25
= -71 dBm也就是说，信号低于-71 dBm，这个接收机就解调不了256-QAM。
2.5 本章知识体系
下面这张图把本章的核心概念串起来了。你可以看到从发射到接收，信号经历了什么。
2.6 本章小结
射频基础是WiFi优化的底层逻辑。你不需要成为射频工程师，但必须理解这几个核心概念：
- dB/dBm/dBi：分清相对值和绝对值，算EIRP时别漏了馈线损耗
- 自由空间路径损耗：距离翻倍，损耗加6 dB；5 GHz比2.4 GHz多衰减约7 dB
- 多径效应：信号波动是常态，OFDM的CP长度要匹配环境
- SNR与噪声系数：信号强不如信噪比高，接收机NF决定了灵敏度下限
嗯，这些概念你消化了，后面讲信道规划、干扰排查、覆盖优化时，你就能听懂我在说什么了。