链路预算

链路预算是对通信信号在电信系统中经历的所有功率增益和损耗的计算；从发射器，通过无线电波、电缆、波导或光纤等通信介质，到接收器。

它是一个方程式，给出了发射器功率的接收功率，在传输信号因传播而衰减后，以及天线增益和馈线和其他损耗，以及接收器或它通过的任何中继器中的信号放大。

链路预算是一种设计辅助工具，在通信系统设计期间计算以确定接收功率，以确保以足够的信噪比清晰地接收信息。

根据其影响的预期严重程度，通过增加一些余量来考虑随机变化的信道增益，例如衰落。可以通过使用天线分集或跳频等缓解技术来减少所需的余量。

一个简单的链路预算等式如下所示：

接收功率 (dBm) = 发射功率 (dBm) + 增益 (dB) − 损耗 (dB)

功率电平用（dBm）表示，功率增益和损耗用分贝（dB）表示，是对数测量，所以增加分贝等于乘以实际功率比。

对于视距无线电系统，损耗的主要来源是由于均匀传播导致的信号功率降低，与距离的平方成反比（几何扩散）。

• 发射天线在很大程度上既不是各向同性的（在 3 个维度上具有均匀辐射的虚构天线类），也不是全向的（在 2 个维度上具有均匀辐射的真实天线类）。
• 在电信系统中很少使用全向天线，因此几乎每个链路预算方程都必须考虑天线增益。
• 发射天线通常将信号功率集中在一个有利的方向，通常是接收天线所在的方向。
• 发射机功率有效增加（在最高天线增益的方向）。 该系统增益通过在链路预算中包括天线增益来表示。
• 接收天线通常也是定向的，当正确定向时，它比各向同性天线收集更多的能量； 因此，接收天线增益（以各向同性的分贝为单位，dBi）增加了接收功率。
• 天线增益（发射或接收）由相关辐射的波长决定。 如果达到足够的系统链接预算，则可能不需要此步骤。

链路预算方程通常杂乱而复杂，因此标准实践已经演变为将 Friis 传输方程简化为链路预算方程。它包括发射和接收天线增益、自由空间路径损耗以及额外的损耗和增益，假设发射器和接收器之间存在视线。

• 波长（或频率）项是链路预算的自由空间损耗部分的一部分。
• 自由空间损失中也考虑了距离项。

在实际情况下（深空通信、微弱信号 DXing 等），还必须考虑其他信号损失源

• 发射和接收天线可以部分交叉极化。
• 无线电和天线之间的布线可能会引入显着的额外损耗。

• 由于视线路径部分受阻导致菲涅尔区损失。
• 接收器中的多普勒频移引起的信号功率损耗。

如果估计的接收功率足够大（通常与接收器灵敏度有关）（这可能取决于所使用的通信协议），则该链路将对发送数据有用。 接收功率超过接收器灵敏度的量称为链路余量。