信号衰减与传播损耗
WiFi信号在自由空间传播时遵循平方反比定律，距离每增加一倍，信号强度下降至四分之一。当传输距离超过千米时，2.4GHz或5GHz频段的电磁波会因大气吸收和地面反射产生显著衰减。例如，自由空间路径损耗公式可表示为：
L = 20log₁₀(d) + 20log₁₀(f)
147.55
其中d为距离（米），f为频率（Hz）。千米级传输时，损耗可达120dB以上。
障碍物对信号的影响
常见障碍物会导致额外衰减：
- 混凝土墙：10-15dB损耗/层
- 树木：5-12dB损耗/排
- 玻璃幕墙：4-6dB损耗
多层障碍物的累积效应会完全阻断信号，特别是金属材质的障碍物可能产生法拉第笼效应。
多径干扰与信号反射
远距离传输中，信号可能通过不同路径到达接收端，引发相位抵消：
- 直射波与地面反射波相互干扰
- 建筑物表面产生多次反射
- 大气折射导致路径偏移
这些现象会降低信噪比，增加误码率。
设备与天线的技术限制
商用WiFi设备的物理限制包括：
- 发射功率受限（FCC规定≤1W）
- 天线增益与指向性不足
- 接收灵敏度阈值（通常≥-90dBm）
即使使用定向天线，也难以完全克服千米级传输的链路预算缺口。
环境干扰的叠加效应
远距离场景中的干扰源包括：
- 同频段其他无线设备
- 气象条件（雨雪衰减）
- 工业设备的电磁噪声
这些干扰会进一步压缩有效信号的信道容量。
千米级WiFi传输受制于物理定律、环境障碍和设备性能的三重限制。虽然可通过中继组网、高频定向天线或MIMO技术进行改善，但要实现稳定可靠的超视距传输，仍需依赖专用微波通信或光纤回传等替代方案。
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