Разуменне Разлікі радыус дзеяння бесправадной

Адным з ключавых разлікаў у любой бесправадной канструкцыі з'яўляецца дыяпазон, максімальная адлегласць паміж перадатчыкам і прымачом для нармальнай працы. У гэтым артыкуле указаны фактары, якія ўдзельнічаюць у разліку дыяпазон і паказвае, якім чынам ацэньваць спектр для забеспячэння надзейнага канала сувязі.

Чаму фактычны дыяпазон, можа не супадаць паказаным дыяпазоне

Вы калі-небудзь купіў бесправадную сувязь для ўбудаваных праекта і выявіў, што вы не дасягнуць радыёчастотнай (РЧ) дыяпазоне, паказаным у спецыфікацыі? Чаму гэта? Гэта, верагодна, з-за адрозненняў паміж тым, як пастаўшчык вымералі спектр, і як вы выкарыстоўваеце радыё.

Пастаўшчыкі звычайна вызначаюць дыяпазон шляхам вываду яго эмпірычнаму з рэальных тэстаў або з дапамогай разлікаў. Любы падыход выдатна да тых часоў, пакуль вы зарэгістраваныя для ўсіх зменных. Эмпірычнае рашэнне, аднак, можа выявіць рэальныя ўмовы, што разлікі не абмяркоўваю.

Перад параўнаць падыходы, давайце вызначым некалькі тэрмінаў для разумення лік вытворца або адпаведных зменных для дыяпазону.

Сіла і дБм Разлікі

ВЧ-магутнасць найбольш часта выяўляецца і вымяраецца ў дэцыбелах з эталонным мВт, або дБм. Дэцыбел лагарыфмічная адзінка, якая ўяўляе сабой стаўленне магутнасці сістэмы некаторай спасылкі. Значэнне дэцыбел 0 эквівалентна суадносінах 1. Дэцыбел милливатт роўная магутнасць у дэцыбелах прывязаныя да 1 мВт.

Так дБм заснавана на лагарыфмічнай шкале, гэта абсалютная вымярэнне магутнасці. Для кожнага павелічэння 3 дБм значыць прыкладна ў два разы магутнасць, і кожны павелічэнне 10 дБм ўяўляе сабой дзесяціразовае павелічэнне магутнасці. 10 дБм (10 мВт) з'яўляецца 10 раз больш магутныя, чым 0 дБм (1 мВт), і 20 дБм (100 мВт) з'яўляецца 10 разы больш магутны 10 дБм.

Вы можаце канвертаваць паміж мВт і дБм з выкарыстаннем наступных формул:

Р (дБм) = 10 • log10 (Р (мВт))

Р (мВт) = 10 (Р (дБм) / 10)

Напрыклад, магутнасць 2.5 мВт ў дБм:

дБм = 10log2.5 = 3.979

ці пра 4 дБм. Значэнне дБм з 7 дБм мВт з'яўляецца:

P = 107 / 10 = 100.7 = 5 мВт

Страты на трасе

Страты на трасе з'яўляецца памяншэнне шчыльнасці магутнасці, што адбываецца ў Радыёхваля распаўсюджваецца на адлегласць. Асноўным фактарам у стратах у тракце памяншэнне сілы сігналу на адлегласці саміх радыёхваль. Радыёхвалі прытрымлівацца закону зваротных квадратаў для шчыльнасці магутнасці: шчыльнасць магутнасці прапарцыйная зваротна прапарцыйна квадрату адлегласці. Кожны раз, калі вы двойчы адлегласць, вы атрымаеце толькі чвэрць магутнасці. Гэта азначае, што кожнае павелічэнне 6-дБм выхадны магутнасці падвойвае магчымую адлегласць, якое дасягальна.

Акрамя магутнасці перадатчыка, іншы фактар, які ўплывае дыяпазон з'яўляецца адчувальнасць прымача. Гэта, як правіла, выяўляецца ў -dBm. Так як выходная магутнасць і адчувальнасць прымача прыведзены ў дБм, вы можаце выкарыстоўваць найпростае складанне і адніманне, каб вылічыць максімальную страты на трасе, што сістэма можа панесці:

Максімальная страты на трасе = магутнасць перадачы - адчувальнасць прымача + прыбытак - страты

Даходы ўключаюць любыя даходы ў выніку накіраванага перадачы і / або прыёмных антэн. узмацнення антэны, як правіла, выяўляецца ў дб прывязаныя да ізатропнай антэны. Страты ўключаюць любы фільтр ці згасанне кабеляў або вядомыя экалагічныя ўмовы. Гэтыя суадносіны можа быць таксама паказана як бюджэце лініі, якая з'яўляецца ўлік усіх даходаў і страт сістэмы для вымярэння ўзроўню сігналу ў прымачы:

Атрыманае магутнасць = магутнасць перадачы + прыбытак - страты

Мэта складаецца ў тым, каб зрабіць прыманая магутнасць перавышае адчувальнасць прымача

У свабодным прасторы (ідэальны стан), закон зваротных квадратаў з'яўляецца адзіным фактарам, якія ўплываюць дыяпазон. У рэальным свеце, аднак, дыяпазон таксама можа пагаршацца іншымі фактарамі:

• Перашкоды ў выглядзе сцен, дрэў і пагоркаў можа выклікаць значную страту сігналу.

• Вада ў паветры (вільготнасць) можа паглынуць радыёчастотную энергію.

• Металічныя прадметы могуць адлюстроўваць радыёхвалі, стварэнне новых версій сігналу. Гэтыя шматлікія хвалі дасягаюць прымача ў розны час і дэструктыўна (а часам і канструктыўна) ўмешвацца з сабой. Гэта называецца шматпрамянёвага.

Fade Margin

Ёсць шмат формул для колькаснай гэтыя перашкоды. Пры публікацыі колькасці дыяпазону, аднак, вытворцы часта ігнаруюць перашкоды і стан толькі лініі прамой бачнасці (LOS) або нумар ідэальны дыяпазон шлях. У справядлівасці ў адносінах да вытворцы, гэта немагчыма ведаць усе месцы, дзе можа быць выкарыстаны радыё, так што немагчыма разлічыць пэўны дыяпазон можна дасягнуць. Вытворцы часам ўключаюць запас на заміранне ў іх разліку для забеспячэння такіх умоў навакольнага асяроддзя. Такім чынам, раўнанне для вылічэнні адлегласцяў становіцца:

Максімальная страты на трасе = магутнасць перадачы - страты - - адчувальнасць прымача + прырост запас на заміранне

Fade маржа дапаможнік распрацоўшчык сістэмы ўключае ў сябе для улічваючы невядомыя зменных. Чым вышэй запас на заміранне, тым лепш агульнае якасць сувязі будзе. З запас на заміранне ўстаноўлена роўным нулю, спасылачныя бюджэт застаецца ў сіле, толькі ва ўмовах LOS, што не вельмі практычна для большасці канструкцый. Колькасць запасу на замірання ўключыць у разлік залежыць ад асяроддзя, у якой сістэма, як чакаецца, будуць разгорнутыя. Маржа знікаюць з 12 дБм гэта добра, але лепш нумар будзе 20 каб 30 дБм.

У якасці прыкладу выкажам здагадку, што магутнасць перадачы 20 дБм, адчувальнасць прымача -100 дБм, атрымаць ўзмацненне антэны 6 дБи, перадае ўзмацненне антэны 6 дБи, і запас на заміранне ў 12 дб. страты ў кабелі можна занядбаць:

Максімальная страты на трасе = магутнасць перадачы - страты - - адчувальнасць прымача + прырост запас на заміранне

V - максімальная страта шлях = 20 - (-100) + 12 - 12 = 120 дб

Пасля таго, як максімальная страта шлях быў знойдзены, вы можаце знайсці дыяпазон ад формулы:

Адлегласць (км) = 10 (максімум страт на трасе - 32.44 - 20log (е)) / 20

дзе F = частата ў Мгц. Напрыклад, калі максімальнае страты на трасе 120 дб на частаце 2.45 Ггц або 2450 Мгц, дыяпазон будзе:

Адлегласць (км) = 10 (120 - 32.44 - 67.78) / 20 = 9.735 км

Малюнак 1 паказвае залежнасць паміж максімальным страт на трасе і дыяпазону на частаце 2.45 Ггц.

1. Крывая паказвае залежнасць паміж бюджэтам сувязі або максімальнаму страт на трасе ў дБм і разліковай дыстанцыі ў кіламетрах.

Інтэрпрэтацыя эмпірычныя вынікі

Хоць эмпірычныя метады з'яўляюцца вельмі карыснымі ў вызначэнні дыяпазону, часта цяжка дамагчыся ідэальнага LOS для рэальных вымярэнняў і цяжка зразумець, колькі знікаюць рэнтабельнасць пабудаваць у сістэме. Вынікі вымярэнняў могуць дапамагчы ідэнтыфікаваць праблемы па-за распаўсюджвання РФ, якія могуць паўплываць на выбар сістэмы, такія як шматшляховай распаўсюджвання, перашкод і паглынання РФ. Але не ўсе рэальныя выпрабаванні з'яўляюцца аднолькавымі, так рэальныя вымярэнні павінны быць выкарыстаны ў першую чаргу для ўмацавання нумары спасылачныя бюджэт, разлічаныя вышэй.

Фактары, якія могуць паўплываць на выбар, дасягнуты ў эмпірычнай праверцы ўключаюць ўзмацненне антэны, вышыню антэны і перашкоды. Каэфіцыент узмацнення антэны з'яўляецца ключавым крыніцай прыросту ў сістэме. Часта вытворцы будуць сертыфікаваць свае радыё працаваць з рознымі тыпамі антэн з высокім каэфіцыентам узмацнення Ягі і патч-антэн да больш ўмеранага узмацнення всенаправленная антэны. Важна забяспечыць тэсты праводзіліся з тым жа тыпам антэны, з якой вы ў цяперашні час выкарыстоўваюць радыё. Пераход ад антэны 6-дБм да антэны 3-дБм на абодвух якія перадаюць і прыёмных бок выкліча розніцу 6-дБм ў бюджэце лініі і паменшыць дыяпазон напалову.

Антэна вышынёй і зоны Фрэнэля

Вышыня антэны Яшчэ адной праблемай з'яўляецца для эмпірычных вымярэнняў. Павышэнне вышыні антэны робіць дзве асноўныя рэчы. Па-першае, ён можа дапамагчы вам вышэй любых магчымых перашкод, такіх як аўтамабілі, людзей, дрэў і будынкаў. Па-другое, ён можа дапамагчы атрымаць праўдзівы шлях радыёсігналу Лос прынамсі 60% зазор у зоне Фрэнэля.

Зона Фрэнэля ўяўляе сабой эліпсоід аб'ём паміж перадатчыкам і прымачом, плошча якой вызначаецца даўжынёй хвалі сігналу. Гэта разліковая вобласць, якая імкнецца растлумачыць закаркаваннем або дыфракцыі радыёхваль. Ён выкарыстоўваецца для разліку патрабаванага зазору сігнал павінен мець вакол перашкод для дасягнення аптымальнага сігналу. Агульнае правіла заключаецца ў тым, каб мець шлях Лос дакладнае вышэй перашкод, якія з'яўляюцца не больш чым 60% ад вышыні антэны.

Крывізна Зямлі можа таксама паўплываць на ЛВ для бесправадных ліній сувязі далёкага дзеяння. У табліцы прыведзены некаторыя прыклады ўздзеяння, дзе вышыня Зямлі ў сярэдзіне шляху спасылка не ўлічвае пагоркаў або іншых асаблівасцяў рэльефу і вышыні антэны дасягае сігнал, які, па меншай меры 60% у зоне Фрэнэля.
У многіх практычных установак, вашыя прыёмаперадатчыкі могуць функцыянаваць з больш нізкай вышыні антэны, але гэта добрая стаўка, што вытворцы размяшчаюць свае антэны на адпаведнай вышыні. Для вашага прыкладання, вы павінны імкнуцца мець адпаведную вышыню антэны для дасягнення найлепшага дыяпазон. Малюнак 2 ілюструе, як шлях адлегласць, вышыня перашкодай, і вышыня антэны звязаны зоны Фрэнэля.

2. Патрабаваная вышыня антэны вызначаецца вышынёй перашкод і факторынгу ў 60% маржы, каб кампенсаваць умовах зоны Фрэнэля.

Нарэшце, шум і перашкоды могуць аказаць негатыўны ўплыў на далёкасць бесправадной сістэмы. Шум не можа быць кантраляванай, але павінны быць улічаныя ў дыяпазоне, калі гэта з'яўляецца праблемай. У прамысловых, навуковых, медыцынскіх і (ISM) дыяпазонах на 902 каб 928 Мгц (Паўночная Амерыка) і 2.4 Ггц (па ўсім свеце), ўмяшанне часта можна чакаць, але мы мусім гэта цяжка. Вытворцы могуць выконваць эмпірычныя тэсты толькі тады, калі перашкоды няма. Гэта, вядома, цалкам верагодна, што ваша асяроддзя мае вялікія перашкоды, чым прысутнічаў падчас выпрабаванняў вытворцы.

Рэзюмэ

З такім вялікай колькасцю зменных у сістэме, як вы можаце ведаць, ці з'яўляецца заяўлены дыяпазон вытворцам будзе прымяняцца да вашай сістэме? Часта гэта немагчыма ведаць, ці былі выкананы эмпірычнаму выпрабаванні або калі былі разлічаны лічбы далёкасці. У любым выпадку, аналізуючы максімальную магутнасць перадачы і адчувальнасць прымача, можна стварыць базавую для параўнання аднаго радыё да іншага. Выкарыстоўваючы гэтыя лічбы, нароўні з запасам набор выцвітання і любых прыбыткаў за кошт антэн або страты ў выніку радыёчастотных кабеляў, вы можаце разлічыць максімальны спасылачныя бюджэт. Затым з дапамогай ўраўненні адлегласці над разлічыць свой уласны дыяпазон. Па розных радыёпрылад, гэта павінна забяспечыць добры базавы для параўнання двух або трох сістэм, якія адказваюць вашым патрэбам.

Каб зразумець, калі радыёстанцыі будуць працаваць у вашым дадатку, вы павінны імкнуцца да дакладныя тэсты рэальных, што можна растлумачыць вышыні антэны, шматшляховай, перашкод і перашкод. Адтэрміноўка рэальных тэстаў для вашага прыкладання і толькі прымаючы лік вытворцы даслоўна можа пакінуць вас пытацца: "Што мой дыяпазон?"

Пакінь паведамленне 

спіс паведамленняў