Uelewa wa Wireless Mbalimbali Mahesabu

Mmoja wa mahesabu muhimu katika kubuni yoyote wireless ni mbalimbali, umbali wa juu kati ya transmitter na mpokeaji kwa huduma ya kawaida. Makala hii inabainisha sababu wanaohusika katika kuhesabu mbalimbali na inaonyesha jinsi ya kukadiria mbalimbali ili kuhakikisha kiungo kuaminika mawasiliano.

Kwa nini Halisi Mbalimbali Mei Si sawa Alisema Mbalimbali

Je, umewahi kununuliwa redio wireless kwa ajili ya mradi iliyoingia na kugundua kwamba hawakuwa na kufikia marudio redio (RF) mbalimbali alisema katika datasheet? Kwanini hivyo? Ni pengine kutokana na tofauti kati ya jinsi muuzaji kipimo mbalimbali na jinsi wewe ni kutumia redio.

Wauzaji kawaida kuamua mbalimbali na deriving ni empirically kutoka vipimo halisi ya dunia au kwa kutumia hesabu. Aidha mbinu ni mzuri kwa muda mrefu kama wewe akaunti kwa ajili ya vigezo vyote. Ufumbuzi wa kisayansi, hata hivyo, inaweza kuelezea hali halisi ya dunia kwamba mahesabu haitashughulikia.

Kabla ya sisi kulinganisha mbinu, hebu kufafanua suala chache kuelewa idadi watengenezaji au vigezo husika kwa ajili ya mbalimbali.

Power Na dBm Mahesabu

RF nguvu ni kawaida walionyesha na kipimo katika decibels na milliwatt rejea, au dBm. Decibel ni kitengo logarithmic kwamba ni uwiano wa nguvu za mfumo wa baadhi ya kumbukumbu. Decibel thamani ya 0 ni sawa na uwiano wa 1. Decibel-milliwatt ni nguvu pato katika decibels inatazamwa kwa 1 MW.

Tangu dBm ni msingi wa wadogo logarithmic, ni nguvu kabisa kipimo. Kwa kila ongezeko la 3 dBm kuna takribani mara mbili pato nguvu, na kila ongezeko la 10 dBm inawakilisha tenfold kuongezeka kwa nguvu. 10 dBm (10 MW) ni 10 mara nguvu zaidi kuliko 0 dBm (1 MW), na 20 dBm (100 MW) ni mara 10 na nguvu zaidi kuliko 10 dBm.

Unaweza kubadili kati ya MW na dBm kutumia kanuni zifuatazo:

P (dBm) = 10 • log10 (P (MW))

P (MW) = 10 (P (dBm) / 10)

Kwa mfano, nguvu ya 2.5 MW katika dBm ni:

dBm = 10log2.5 = 3.979

au juu ya 4 dBm. DBm thamani ya 7 dBm katika MW ya nguvu ni:

P = 107 / 10 100.7 = = 5 MW

Njia kupoteza

Njia hasara ni kupungua kwa nguvu wiani kwamba hutokea kama wimbi redio kueneza zaidi ya umbali. Sababu ya msingi katika hasara njia ni kupungua kwa nguvu ishara zaidi ya umbali wa mawimbi ya redio wenyewe. Mawimbi ya redio kufuata inverse mraba sheria kwa nguvu wiani: nguvu msongamano ni sawia na mraba Inverse ya mbali. Kila wakati mara mbili mbali, wewe kupokea tu robo madaraka. Hii ina maana kwamba kila ongezeko 6-dBm katika pato nguvu maradufu umbali inawezekana kwamba ni mafanikio.

Licha ya transmitter nguvu, sababu nyingine kuathiri mbalimbali ni unyeti mpokeaji. Ni kawaida yaliyotolewa katika -dBm. Tangu wote wawili pato nguvu na mpokeaji unyeti ni alisema katika dBm, unaweza kutumia rahisi kujumlisha na kutoa mahesabu ya kiwango cha juu ya njia hasara kwamba mfumo unaweza incur:

Upeo njia hasara = kusambaza nguvu - mpokeaji unyeti + faida - hasara

Faida ni pamoja na faida yoyote kutokana na directional kusambaza na / au kupokea Antena. Antenna faida ni kawaida yaliyotolewa katika DBI inatazamwa kwa antenna isotropic. Hasara ni pamoja na kuchuja yoyote au cable attenuation au hali inayojulikana mazingira. Uhusiano huu pia inaweza alisema kuwa bajeti kiungo, ambayo ni uhasibu wa faida zote na hasara ya mfumo wa kupima ishara ya nguvu katika receiver:

Alipata nguvu = kusambaza nguvu + faida - hasara

Lengo ni kufanya nguvu kupokea mkubwa kuliko unyeti mpokeaji

Katika nafasi ya bure (hali bora), inverse sheria za mraba ni sababu tu na kuathiri mbalimbali. Katika ulimwengu wa kweli, hata hivyo, mbalimbali pia inaweza duni na mambo mengine:

• Vikwazo kama vile kuta, miti, na vilima unaweza kusababisha hasara kubwa ishara.

• Maji katika hewa (unyevu) unaweza kunyonya RF nishati.

• Chuma vitu unaweza kutafakari mawimbi ya redio, kujenga matoleo mapya ya ishara. Mawimbi haya nyingi kufikia mpokeaji kwa nyakati tofauti na destructively (na wakati mwingine kuibana) kuingilia kati na wao wenyewe. Hii inaitwa multipath.

Fade Marginal

Kuna kanuni nyingi kwa quantifying vikwazo hivi. Wakati kuchapisha idadi mbalimbali, hata hivyo, wazalishaji mara nyingi kupuuza vikwazo na hali tu line-ya-mbele (LOS) au bora njia mbalimbali idadi. Katika haki kwa watengenezaji, ni vigumu kujua mazingira yote ambapo radio inaweza kutumika, hivyo ni vigumu kwa mahesabu ya mbalimbali maalum mtu anaweza kufikia. Wazalishaji wakati mwingine ni pamoja na kuisha kiasi katika hesabu zao kwa kutoa kwa masharti hayo mazingira. Hivyo, equation kwa mahesabu ya umbali inakuwa:

Upeo njia hasara = kusambaza nguvu - mpokeaji unyeti + faida - hasara - kuisha kiasi

Kiasi kuisha ni posho mfumo designer ni pamoja na akaunti kwa ajili ya jamii haijulikani vigezo. Juu kiasi kuisha, bora kwa ujumla kiungo ubora itakuwa. Kwa kiasi kuisha kuweka sifuri, bajeti kiungo bado ni halali, tu katika LOS hali, ambayo si vitendo sana kwa miundo zaidi. Kiasi cha kuisha kiasi kwa pamoja katika hesabu inategemea mazingira ambayo mfumo unatarajiwa kupelekwa. Kuisha kiasi cha 12 dBm ni nzuri, lakini idadi bora itakuwa 20 30 kwa dBm.

Kwa mfano, kudhani kusambaza nguvu ya 20 dBm, mpokeaji unyeti wa -100 dBm, kupokea antenna faida ya 6 DBI, kusambaza antenna faida ya 6 DBI, na kuisha kiasi cha 12 dB. Cable hasara ni kidogo:

Upeo njia hasara = kusambaza nguvu - mpokeaji unyeti + faida - hasara - kuisha kiasi

V - upeo njia hasara = 20 - (-100) + 12 - 12 120 = dB

Mara baada ya kiwango cha juu ya njia hasara imepatikana, unaweza kupata mbalimbali kutoka fomula:

Umbali (km) = 10 (kiwango cha juu ya njia hasara - 32.44 - 20log (f)) / 20

ambapo f = mzunguko katika MHz. Kwa mfano, kama upeo njia hasara ni 120 dB katika mzunguko wa 2.45 2450 GHz au MHz, mbalimbali itakuwa:

Umbali (km) = 10 (120 - 32.44 - 67.78) / 20 9.735 kilomita =

Kielelezo 1 inaonyesha uhusiano kati ya kiwango cha juu ya njia hasara na mbalimbali katika mzunguko wa 2.45 GHz.

1. Curve inaonyesha uhusiano kati ya bajeti kiungo au upeo njia hasara katika dBm na makadirio mbalimbali kwa kilometa.

Kutafsiri kisayansi Matokeo

Wakati kuna njia kisayansi ni muhimu sana katika kuamua mbalimbali, mara nyingi ni vigumu kufikia bora LOS kwa vipimo halisi ya dunia na vigumu kuelewa ni kiasi gani kuisha kiasi kujenga katika mfumo. Matokeo kipimo inaweza kusaidia kutambua masuala ya zaidi ya RF uenezi ambayo inaweza kuathiri mbalimbali ya mfumo, kama vile multipath uenezi, kuingiliwa, na RF ngozi. Lakini si wote vipimo halisi ya dunia ni sawa, hivyo vipimo halisi ya dunia itumike kimsingi kuimarisha idadi bajeti kiungo mahesabu hapo juu.

Mambo ambayo yanaweza kuathiri mbalimbali mafanikio katika mtihani wa kisayansi pamoja na faida antenna, antenna urefu, na kuingiliwa. Antenna faida ni chanzo muhimu cha faida katika mfumo. Mara nyingi wazalishaji kuthibitisha redio yao ya kufanya kazi na aina mbalimbali za Antena kutoka juu-faida Yagi na kiraka Antena kwa zaidi ya wastani-faida omnidirectional Antena. Ni muhimu ili kuhakikisha vipimo zilifanywa na aina moja ya antenna na ambayo ni sasa kwa kutumia redio. Kubadilisha kutoka 6-dBm antenna kwa 3-dBm antenna juu ya wote kusambaza na kupokea upande itakuwa na kusababisha tofauti 6-dBm katika bajeti kiungo na kupunguza mbalimbali kwa nusu.

Antenna Urefu Na Eneo la Fresnel

Antenna urefu ni mwingine wasiwasi kwa vipimo kisayansi. Kuongeza urefu wa antena anafanya mambo mawili makuu. Kwanza, inaweza kusaidia kupata wewe juu vizuizi yoyote iwezekanavyo kama magari, watu, miti, na majengo. Pili, inaweza kusaidia kupata kweli RF LOS njia yako ishara angalau 60% kibali katika Fresnel eneo.

Zone Fresnel ni kiasi ellipsoid kati ya transmitter na mpokeaji ambaye eneo ni inavyoelezwa na masafa ya ishara. Ni eneo mahesabu kwamba inajitahidi akaunti kwa ajili ya kufungana au diffraction ya mawimbi ya redio. Ni kutumika kwa mahesabu kibali sahihi ishara wanapaswa kuwa karibu vikwazo kufikia mojawapo ishara ya nguvu. Kanuni ya jumla ya thumb ni kuwa na LOS njia wazi juu vikwazo kwamba hakuna% zaidi kuliko 60 ya antenna urefu.

Curvature ya Dunia pia kuathiri LOS kwa muda mrefu mbalimbali viungo wireless. Meza hutoa baadhi ya mifano ya athari, ambapo urefu wa Dunia katika midpoint ya njia kiungo haina akaunti kwa ajili ya milima au makala nyingine ya ardhi ya eneo na antenna urefu kinafikia ishara kwamba ni angalau 60% katika Fresnel eneo.
Katika mazingira mengi vitendo, transceivers wako anaweza kufanya kazi kwa chini antenna urefu, lakini ni bet nzuri kwamba wazalishaji mahali Antena yao katika urefu sahihi. Kwa ajili ya maombi yako, unapaswa kujitahidi kuwa na antenna sahihi urefu wa kufikia mbalimbali bora. Kielelezo 2 unaeleza jinsi njia mbali, kikwazo urefu, na antenna urefu ni kuhusiana na Fresnel eneo.

2. Taka antenna urefu imedhamiria kwa kikwazo urefu na factoring katika 60% ya kiasi fidia kwa Fresnel hali zone.

Hatimaye, kelele na kuingiliwa inaweza kuwa na athari hasi juu ya aina mbalimbali ya mfumo wa waya. Kelele haiwezi kudhibitiwa lakini lazima zitawekwa katika mbalimbali ikiwa ni suala hilo. Katika viwanda, kisayansi, na matibabu (ISM) bendi katika 902 928 kwa megawati (Amerika ya Kaskazini) na 2.4 GHz (duniani), kuingiliwa mara nyingi unaweza kutarajiwa, lakini uhasibu kwa ni vigumu. Wazalishaji wanaweza kufanya vipimo kisayansi tu wakati kuingiliwa si sasa. Ni hakika kuna uwezekano kwamba mazingira yako ina kuingiliwa kubwa zaidi kuliko alikuwepo wakati wa kupima mtengenezaji wa.

Muhtasari

Na vigezo hivyo wengi katika mfumo, jinsi gani unaweza kujua kama mbalimbali inadaiwa na watengenezaji itatumika kwa mfumo wako? Mara nyingi ni vigumu kujua kama vipimo zilifanywa empirically au kama namba za mbalimbali walikuwa mahesabu. Aidha njia, kwa kuchambua upeo kusambaza nguvu na unyeti mpokeaji, unaweza kuzalisha msingi kulinganisha redio kimoja hadi kingine. Kutumia namba hizi, pamoja na kuweka kuisha kiasi na faida yoyote kutokana na Antena au hasara kutokana na nyaya RF, unaweza mahesabu ya kiwango cha juu ya kiungo bajeti. Kisha kutumia equation umbali juu ya mahesabu ya mbalimbali yako mwenyewe. Kwa ajili ya vifaa mbalimbali vya redio, hii lazima kutoa msingi mzuri kwa kulinganisha mifumo mbili au tatu ili kukidhi mahitaji yako.

Kuelewa kama redio kazi katika maombi yako, unapaswa kujitahidi kwa ajili ya vipimo sahihi ulimwengu halisi ambayo inaweza akaunti kwa ajili ya antenna urefu, multipath, kuingiliwa, na vizuizi. Kuchelewesha vipimo halisi ya dunia kwa ajili ya maombi yako na tu kuchukua idadi ya mtengenezaji wa verbatim inaweza kuondoka wewe kuuliza, "Nini mbalimbali wangu?"

Acha ujumbe 

Orodha ujumbe