გააზრება Wireless Range გათვლები

ერთ-ერთი ძირითადი გამოთვლები ნებისმიერი უკაბელო დიზაინი არის სპექტრი, მაქსიმალური მანძილი შორის გადამცემი და მიმღები ჩვეულებრივი ოპერაცია. ეს მუხლი განსაზღვრავს ფაქტორები ჩართული გაანგარიშების სპექტრი და გვიჩვენებს, თუ როგორ შეაფასებს სპექტრი, რათა უზრუნველყოს საიმედო საკომუნიკაციო ბმული.

რატომ ფაქტობრივი დიაპაზონი შეიძლება არ თანაბარი განაცხადა Range

ოდესმე შეიძინა უკაბელო რადიო ჩადგმული პროექტი და აღმოაჩინა, რომ თქვენ ვერ მიაღწიეს რადიოსიხშირული (RF) დიაპაზონი განაცხადა datasheet? ეს რატომ? ეს, ალბათ, იმის გამო, რომ განსხვავებები როგორ მიმწოდებელი იზომება სპექტრი და როგორ თქვენ იყენებთ რადიო.

მომწოდებლები ჩვეულებრივ განსაზღვრავს სპექტრი, რომელსაც იგი ემპირიულად რეალურ სამყაროში ტესტები და გამოყენებით გაანგარიშებით. ან მიდგომა არის ჯარიმა, რადგან თქვენ ანგარიშზე ყველა ცვლადები. ემპირიული გადაწყვეტა, თუმცა, შეიძლება გამოავლინოს რეალური სამყაროს სიტუაციებში, რომ გათვლები არ მიმართოს.

სანამ შევადარებთ მიდგომები, მოდით განვსაზღვროთ რამდენიმე თვალსაზრისით, რომ გავიგოთ, მწარმოებლის ნომრები ან შესაბამისი ცვლადის სპექტრი.

ძალა და dBm გათვლები

RF ძალაუფლების ყველაზე ხშირად გამოიხატება და იზომება decibels ერთად milliwatt მითითება, ან dBm. Decibel არის ლოგარითმული ერთეული, რომელიც არის თანაფარდობა ძალა სისტემის ზოგიერთი მინიშნება. Decibel ღირებულება 0 უდრის თანაფარდობა 1. Decibel-milliwatt გამომავალი ძალა გამოსხივება მოიხსენიეთ 1 მვტ.

მას შემდეგ, რაც dBm ეფუძნება ლოგარითმული მასშტაბის, ეს არის აბსოლუტური ძალაუფლება გაზომვა. ყოველ ზრდა 3 dBm არსებობს დაახლოებით ორჯერ სიმძლავრის, და ყოველ ზრდა 10 dBm წარმოადგენს ათჯერ ზრდა ძალა. 10 dBm (10 მვტ) არის 10 ჯერ უფრო ძლიერი ვიდრე 0 dBm (1 მეგავატი) და 20 dBm (100 მვტ) არის 10 ჯერ უფრო ძლიერი ვიდრე 10 dBm.

თქვენ შეგიძლიათ დააკონვერტიროთ შორის მვტ და dBm გამოყენებით შემდეგი ფორმულის მიხედვით:

P (dBm) = 10 • log10 (P (მვტ))

P (მვტ) = 10 (P (dBm) / 10)

მაგალითად, ძალა 2.5 მილივატი in dBm არის:

dBm = 10log2.5 = 3.979

ან 4 dBm. DBm ღირებულება 7 dBm in მგვ არის:

P = 107 / 10 = 100.7 = 5 მვტ

Path დაკარგვა

Path ზარალის შემცირება დენის სიმკვრივის რომ ხდება რადიოტალღების გავრცელების მანძილზე. პირველადი ფაქტორი გზას ზარალის შემცირება სიგნალი ძალა მეტი მანძილის რადიო ტალღების თავს. რადიო ტალღების დაიცვას შებრუნებული კვადრატული კანონის ძალა სიმჭიდროვე: დენის სიმკვრივის პროპორციული შებრუნებული მოედანზე მანძილი. ყოველ დროს, თქვენ ორმაგად მანძილი, თქვენ მიიღებთ მხოლოდ ერთი მეოთხედი ძალა. ეს ნიშნავს, რომ ყოველ 6-dBm ზრდა სიმძლავრის ორჯერ შესაძლო მანძილი, რომ მიღწევადია.

გარდა ამისა გადამცემი ძალა, კიდევ ერთი ფაქტორი სპექტრი მიმღები მგრძობიარობა. ეს, როგორც წესი, გამოიხატება -dBm. მას შემდეგ, რაც ორივე სიმძლავრის და მიმღები მგრძობიარობა დაფიქსირებულია dBm, შეგიძლიათ გამოიყენოთ მარტივი მიმატება და გამოკლება გამოთვლა მაქსიმალური გეზი დაკარგვა, რომ სისტემა შეიძლება წარმოეშვას:

მაქსიმალური გეზი დაკარგვა = გადაცემა ძალა - მიმღები მგრძობიარობა + მიღწევების - დანაკარგები

შემოსავლები მოიცავს ნებისმიერ მიღწევების შედეგად მიმართულების გადაცემის ან / და მიიღოს ანტენა. ანტენა მიღწევების, როგორც წესი, გამოიხატება dBi მითითებული მიეკუთვნებიან isotropic ანტენა. ზარალი მოიცავს ნებისმიერ filter ან საკაბელო attenuation ან ცნობილი გარემო პირობები. ეს ურთიერთობა შეიძლება ასევე განაცხადა, როგორც ბმული ბიუჯეტი, რომელიც საბუღალტრო ყველა მოგება და ზარალი სისტემის გავზომოთ სიგნალის სიძლიერის დროს მიმღები:

ძალა მიიღო = გადაცემა ძალა + მიღწევების - დანაკარგები

მიზანი არის ის, რომ მიიღო ძალა მეტია, მიმღების მგრძობიარობა

თავისუფალი სივრცე (იდეალური მდგომარეობა), შებრუნებული კვადრატული კანონი არის ერთადერთი ფაქტორი სპექტრი. რეალურ სამყაროში, თუმცა, რიგი ასევე შეიძლება დეგრადირებული სხვა ფაქტორები:

• დაბრკოლებები, როგორიცაა კედლები, ხეები, და მთებში შეიძლება გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი სიგნალი დაკარგვა.

• წყლის ჰაერში (ტენიანობა) შეუძლია აღიქვას RF ენერგია.

• მეტალო ობიექტები შეიძლება ასახავს რადიო ტალღების, ვქმნით ახალ ვერსიებს სიგნალი. ეს რამდენიმე ტალღა მიღწევა მიმღები სხვადასხვა დროს და დესტრუქციული (და ზოგჯერ კონსტრუქციულად) ჩაერიოს თავს. ეს ეწოდება მრავალმხრივი.

Fade Margin

არსებობს ბევრი ფორმულები რაოდენობრივი ამ დაბრკოლებას. გამოქვეყნებისას სპექტრი ნომრები, თუმცა, მწარმოებლები ხშირად იგნორირებას დაბრკოლებები და სახელმწიფო მხოლოდ ხაზი of-sight (LOS) ან იდეალური გზა სპექტრი ნომერი. სამართლიანობა, მწარმოებელი, შეუძლებელია იცოდეს ყველა გარემოში, სადაც რადიო შეიძლება იყოს გამოყენებული, ასე რომ შეუძლებელია გამოთვლა კონკრეტული დიაპაზონი შეიძლება მიაღწიოს. მწარმოებლები ზოგჯერ მოიცავს fade ზღვარი მათი გაანგარიშება გთავაზობთ ისეთი გარემო პირობები. ამდენად, განტოლება მანძილის გათვლებით ხდება:

მაქსიმალური გეზი დაკარგვა = გადაცემა ძალა - მიმღები მგრძობიარობა + მიღწევების - დანაკარგები - fade ზღვარი

Fade ზღვარი არის შემწეობა სისტემა დიზაინერი მოიცავს ანგარიშზე უცნობი ცვლადები. უმაღლესი fade ზღვარი, უკეთესი საერთო ბმული ხარისხი. ერთად fade ზღვარი მითითებული ნულის ბმული ბიუჯეტი კვლავ ძალაშია, მხოლოდ LOS პირობებში, რომელიც არ არის ძალიან პრაქტიკული უმეტეს დიზაინით. თანხის fade ზღვარი მოიცავს გაანგარიშება დამოკიდებულია გარემო, რომელშიც სისტემით არის განლაგებული. Fade ზღვარი 12 dBm კარგია, მაგრამ უკეთესი ნომერი იქნება 20 to 30 dBm.

მაგალითად, ვივარაუდოთ, გადაცემის ძალა 20 dBm, მიმღები მგრძობიარობა -100 dBm, მიიღოს ანტენის of 6 dBi, გადაცემა ანტენის of 6 dBi და fade ზღვარი 12 dB. საკაბელო დანაკარგი უმნიშვნელოა:

მაქსიმალური გეზი დაკარგვა = გადაცემა ძალა - მიმღები მგრძობიარობა + მიღწევების - დანაკარგები - fade ზღვარი

V - მაქსიმალური გეზი დაკარგვა = 20 - (-100) + 12 - 12 = 120 dB

მას შემდეგ, რაც მაქსიმალური გეზი დაკარგვა ვერ იქნა ნაპოვნი, შეგიძლიათ მერყეობს ფორმულით:

მანძილი (კმ) = 10 (მაქსიმალური გეზი დაკარგვა - 32.44 - 20log (f)) / 20

სადაც f = სიხშირე MHz. მაგალითად, თუ მაქსიმალური გეზი დანაკარგი 120 dB სიხშირე 2.45 GHz ან 2450 MHz, სპექტრი იქნება:

მანძილი (კმ) = 10 (120 - 32.44 - 67.78) / 20 = 9.735 კმ

ფიგურა 1 გვიჩვენებს შორის ურთიერთობა მაქსიმალური გეზი დაკარგვა და სპექტრს სიხშირე 2.45 GHz.

1. მრუდი გვიჩვენებს შორის ურთიერთობა ბმული ბიუჯეტის ან მაქსიმალური გეზი დაკარგვა dBm და სავარაუდო დიაპაზონი კილომეტრია.

წერით ემპირიული შედეგები

მიუხედავად იმისა, რომ ემპირიული მეთოდების ძალიან სასარგებლო განსაზღვრის დიაპაზონი, ხშირად რთულია მივაღწიოთ იდეალური LOS რეალურ სამყაროში ღონისძიებების და გაუგებარია, თუ რამდენად fade ზღვარი, აშენებს სისტემა. იზომება შედეგები შეგვიძლია დაგეხმაროთ იდენტიფიცირება საკითხები სცილდება RF გამრავლების, რომ შეიძლება გავლენა სპექტრი სისტემა, როგორიცაა multipath გავრცელების, ჩარევა, და RF შთანთქმის. მაგრამ არა ყველა რეალურ სამყაროში ტესტები იგივე, ასე რომ რეალურ სამყაროში გაზომვები უნდა ძირითადად გამოიყენება, რათა ხელი შევუწყოთ ბმული ბიუჯეტის ნომრები გათვლილი ზემოთ.

ფაქტორები, რომლებიც შეიძლება გავლენა მოახდინოს სპექტრი მიღწეული ემპირიული ტესტი მოიცავს ანტენის, ანტენის სიმაღლე, და ჩარევა. ანტენის არის ძირითადი წყარო მომატება სისტემა. ხშირად მწარმოებლები დაამოწმოს მათი რადიოს მუშაობა სხვადასხვა ტიპის ანტენის მაღალი მოგების Yagi და patch ანტენების უფრო ზომიერი მომატება omnidirectional ანტენა. ეს მნიშვნელოვანია, რათა უზრუნველყოს ტესტები შესრულდა იმავე ტიპის ანტენა, რომელიც თქვენ ახლა გამოყენებით რადიო. იცვლება 6-dBm ანტენის 3-dBm ანტენა ორივე გადასცეს და მიიღოს მხარეს გამოიწვევს 6-dBm განსხვავება ბმული ბიუჯეტი და შეამციროს სპექტრი ნახევარი.

ანტენის სიმაღლე და Fresnel ზონის

ანტენის სიმაღლე არის კიდევ ერთი შეშფოთება ემპირიული გაზომვები. ამაღლების სიმაღლე ანტენა აქვს ორი ძირითადი რამ. პირველი, ეს შეიძლება დაგეხმაროთ თქვენ ზემოთ შესაძლო წინააღმდეგობები მოსწონს მანქანები, ადამიანები, ხეები და შენობები. მეორე, მას შეუძლია დაეხმაროს თქვენი ნამდვილი RF LOS სიგნალი გზას მინიმუმ 60% წყობაში Fresnel ზონაში.

Fresnel ზონაში არის ellipsoid მოცულობა შორის გადამცემი და მიმღები, რომლის ფართობი განისაზღვრება ტალღის სიგნალი. ეს არის გათვლილი ტერიტორიაზე, რომელიც ცდილობს ანგარიშზე ბლოკირების ან დიფრაქციული რადიო ტალღების. ის გამოიყენება გამოვთვალოთ შესაბამისი გაფორმების სიგნალი უნდა ჰქონდეს გარშემო დაბრკოლებები მისაღწევად ოპტიმალური სიგნალი ძალა. ზოგადი წესი thumb არის, რომ LOS გზას ნათელი ზემოთ დაბრკოლებები, რომლებიც არ აღემატება 60% ანტენის სიმაღლე.

ცვალოთ მრუდის of Earth ასევე შეუძლია გავლენა LOS გრძელვადიანი უკაბელო კავშირები. მაგიდა მაგალითები, გავლენა, სადაც დედამიწის სიმაღლე შუაში ბმული გზას არ ანგარიშზე მთებში ან სხვა რელიეფისა და ანტენის სიმაღლე აღწევს სიგნალი, რომ არის მინიმუმ 60% -ით Fresnel ზონაში.
ბევრი პრაქტიკული პარამეტრები, თქვენი transceivers შეიძლება ფუნქციონირებას ქვედა ანტენის სიმაღლე, მაგრამ ეს კარგი არჩევანია, რომ მწარმოებლები ათავსებს ანტენების შესაბამისი სიმაღლე. თქვენი განაცხადს, თქვენ უნდა იბრძოლოს შესაბამისი ანტენის სიმაღლე, რათა მივაღწიოთ საუკეთესო სპექტრი. ფიგურა 2 გვიჩვენებს, თუ როგორ გზას მანძილი, დაბრკოლება სიმაღლე და ანტენის სიმაღლე რომლებიც დაკავშირებულია Fresnel ზონაში.

2. სასურველი ანტენის სიმაღლე განისაზღვრება დაბრკოლება სიმაღლე და ფაქტორინგი 60% მოაგროვა კომპენსირება Fresnel ზონის პირობებში.

და ბოლოს, ხმაური და ჩარევა შეიძლება ჰქონდეს უარყოფითი გავლენა სპექტრი უკაბელო სისტემა. ხმაური ვერ აკონტროლებს, მაგრამ უნდა იქნას სპექტრი, თუ ის საკითხი. სამრეწველო, სამეცნიერო და სამედიცინო (ISM) შემსრულებლები 902 to 928 MHz (ჩრდილო ამერიკა) და 2.4 GHz (მსოფლიოში), ჩარევა შეიძლება ხშირად უნდა მოსალოდნელია, მაგრამ აღრიცხვის ძნელია. მწარმოებლები შეიძლება შეასრულოს ემპირიული მტკიცებულება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ჩარევა არ არის. რა თქმა უნდა, სავარაუდოა, რომ გარემო უფრო დიდი ჩარევა, ვიდრე დღემდე დროს მწარმოებლის ტესტირება.

შემაჯამებელი

ამდენი ცვლადები სისტემა, როგორ შეიძლება თუ არა სპექტრი მტკიცებით მწარმოებლის მიერ ვრცელდება თქვენს სისტემაში? ხშირად შეუძლებელია, რომ თუ არა ტესტები შესრულდა ემპირიულად თუ სპექტრი ნომრები გათვლილი. ასეა თუ ისე, ანალიზის მაქსიმალური გადაცემის ძალა და მიმღები მგრძობიარობა, თქვენ შეიძლება საბაზისო შედარება ერთი რადიო შემდეგ. გამოყენება ამ ნომრები, ერთად კომპლექტი fade ზღვარი და ნებისმიერი მიღწევების გამო ანტენების ან ზარალის RF კაბელები, შეგიძლიათ გამოთვალოთ მაქსიმალური ლინკი ბიუჯეტი. შემდეგ გამოიყენოთ მანძილი განტოლება ზემოთ გამოთვლა საკუთარი დიაპაზონი. სხვადასხვა რადიო მოწყობილობები, ეს უნდა უზრუნველყოს კარგი საბაზისო შედარების ორი ან სამი სისტემა, რომელიც დააკმაყოფილებს თქვენს საჭიროებებს.

იმის გაგება, თუ რადიოები იმუშავებს თქვენს განაცხადს, თქვენ უნდა იბრძოლოს ზუსტი რეალურ სამყაროში ტესტები რომ შეიძლება ანგარიშზე ანტენის სიმაღლე, მრავალმხრივი, ჩარევა, და წინააღმდეგობები. დაყოვნება რეალური ტესტები თქვენი განაცხადი და მხოლოდ აღების მწარმოებლის ნომრები verbatim შეიძლება დატოვება თქვენ ითხოვს, "რა არის ჩემი სპექტრი?"

დატოვე შეტყობინება 

შეტყობინება სია