Հասկանալով Wireless Range հաշվարկներ

Մեկը առանցքային հաշվարկների ցանկացած անլար դիզայնի շրջանակ, առավելագույն հեռավորությունը միջեւ հաղորդիչ եւ ընդունիչ նորմալ շահագործման. Այս հոդվածը նույնացնում գործոնները ներգրավված հաշվարկելիս շրջանակը, եւ ցույց է տալիս, թե ինչպես կարելի է գնահատել տեսականին ապահովելու համար հուսալի կապի հղում.

Ինչու է Փաստացի Range չի կարող հավասար հայտարարող Range

Դուք երբեւէ ձեռք բերել անլար ռադիո համար ներդրված նախագծի եւ հայտնաբերել, որ դուք չեք կարող հասնել ռադիո հաճախականության (RF) տարբերվում հայտարարել է, որ datasheet. Ինչու է այդպես: Դա հավանաբար պայմանավորված է տարբերությունների միջեւ, թե ինչպես է մատակարարն չափվում շրջանակը եւ, ինչպես Դուք օգտվում ռադիոն:

Մատակարարներ սովորաբար, որոշելու տեսականին բխող այն գործնականում իրական աշխարհի թեստերի կամ օգտագործելով հաշվարկ: Կամ մոտեցումը է տուգանք, քանի դեռ դուք կարող եք հաշիվ բոլոր փոփոխականների. An էմպիրիկ լուծումը, սակայն, կարող են բացահայտել իրական աշխարհի իրավիճակներում, որոնք հաշվարկները չեն ուղղված:

Մինչ մենք համեմատենք մոտեցումները, եկեք սահմանել մի քանի պայմաններ հասկանալ արտադրողի թվեր կամ համապատասխան փոփոխականներ տիրույթում:

Power եւ dBm Հաշվարկները

ՌԴ իշխանությունը ամենատարածված արտահայտվում է եւ չափվում է decibels հետ milliwatt հղում, կամ dBm: A Դեցիբել է լոգարիթմական միավոր է, որը հանդիսանում է հարաբերակցությունն իշխանության համակարգի որոշ հղում. A Դեցիբել արժեքը 0 համարժեք է հարաբերակցության 1: Decibel-milliwatt է ելքային հզորություն է decibels Ուղեկցող 1 մՎտ:

Քանի որ dBm հիմնված է logarithmic մասշտաբով, դա բացարձակ իշխանությունը չափումներ. Համար յուրաքանչյուր բարձրացման 3 dBm կա մոտավորապես երկու անգամ ելքային հզորությունը, եւ ամեն բարձրացումը 10 dBm ներկայացնում է տասնապատիկ աճ իշխանության. 10 dBm (10 ՄՎտ) է 10 անգամ ավելի հզոր է, քան 0 dBm (1 ՄՎտ) եւ 20 dBm (100 ՄՎտ) է 10 անգամ ավելի հզոր է, քան 10 dBm.

Դուք կարող եք փոխարկել միջեւ մՎտ եւ dBm օգտագործելով հետեւյալ բանաձեւերը:

P (dBm) = 10 • log10 (P (ՄՎտ))

P (ՄՎտ) = 10 (P (dBm) / 10)

Օրինակ, մի իշխանությունը 2.5 մՎտ է dBm է:

dBm = 10log2.5 = 3.979

կամ մոտ 4 dBm. A dBm արժեքը 7 dBm է ՄՎտ իշխանության է:

P = 107 / 10 = 100.7 = 5 մՎտ

path Loss

Path կորուստը կրճատումը հզորության խտության, որ տեղի է ունենում, քանի որ մի ռադիո ալիքը քարոզում ավելի հեռավորության վրա: Առաջնային գործոն է ճանապարհին կորստի է նվազում, որ ազդանշանի հզորությունը ավելի հեռավորության վրա ռադիո ալիքների են. Ռադիոալիքները հետեւել հակադարձ քառակուսի օրենք էներգիայի խտությունը: իշխանությունը խտությունը համամասնական է հակառակ հրապարակում հեռավորության վրա: Ամեն անգամ, երբ դուք կրկնապատկել հեռավորությունը, դուք ստանում միայն մեկ չորրորդն է իշխանությունը: Դա նշանակում է, որ ամեն 6-dBm աճը ելքային հզորությամբ կրկնապատկում է հնարավոր հեռավորության վրա, որը հասանելի:

Բացի այդ հաղորդիչ իշխանության, մյուսը գործոնը ազդում տեսականին ընդունիչ զգայունությունը: Այն սովորաբար արտահայտվում է -dBm. Քանի որ երկուսն էլ ելքային հզորությունը եւ ընդունիչ զգայունություն ամրագրված են dBm, դուք կարող եք օգտագործել պարզ գումարումը եւ հանումը պետք է հաշվարկել առավելագույն ուղին կորուստը, որ համակարգը կարող է առաջացնել:

Առավելագույն ուղին կորուստ = փոխանցելու իշխանությունը - Ընդունիչ զգայունության + ձեռքբերումներ - կորուստները

Արժեքի հավելաճը ներառել ցանկացած օգուտ արդյունքում Ուղղորդված փոխանցելու եւ / կամ ստանալ ալեհավաքներ: Անտեննա օգուտները, որոնք սովորաբար արտահայտվում են DbI հղում է isotropic ալեհավաքի. Կորուստները ներառել ցանկացած զտիչ կամ կաբելային թուլացում կամ հայտնի շրջակա միջավայրի պայմանները. Այս հարաբերությունը կարող է նաեւ հայտարարել է, որպես ուղեցույց բյուջեից, որը հանդիսանում է հաշվապահական բոլոր օգուտների եւ կորուստների մի համակարգի չափել ազդանշանի է ստացողի:

Ստացել է իշխանությունը = փոխանցելու հոսանքի + օգուտները - կորուստները

Նպատակն այն է, որ ստացել է մեծ ուժ, քան ստացողի զգայունության

Ազատ տարածություն (իդեալական վիճակում), որ հակառակ հրապարակը օրենքը միակ գործոնն է, ազդում տեսականի: Է իրական աշխարհում, սակայն, տեսականին նույնպես կարող է վատթարացում է այլ գործոններ:

• խոչընդոտներ, ինչպիսիք են պատերի, ծառերի եւ բլուրների կարող է առաջացնել զգալի ազդանշանի կորուստը:

• Ջրի օդում (խոնավության) կարող է կլանել ՌԴ էներգիա:

• Մետաղական օբյեկտները կարող է արտացոլել ռադիոալիքների ստեղծելով նոր տարբերակները ազդանշան. Այս մի քանի ալիքներ հասնել ստացողը տարբեր ժամանակներում ու կործանարար (եւ երբեմն կառուցողական) միջամտելու իրենց: Սա կոչվում է multipath:

Fade Շուրթ

Կան բազմաթիվ բանաձեւեր քանակական այդ խոչընդոտները: Երբ հրապարակելիս շարք թվեր, սակայն, արտադրողները հաճախ անտեսում խոչընդոտները եւ պետություն միայն Line-of-հայացքից (LOS) կամ կատարյալ ճանապարհը միջակայքում համարը: Ի արդարության արտադրողի, դա անհնար է իմանալ, թե բոլոր այն միջավայրում, որտեղ մի ռադիո կարող է օգտագործվել, այնպես որ դա անհնար է հաշվարկել կոնկրետ շրջանակը կարելի է հասնել: Արտադրողները երբեմն ներառում է մարել մարժա մեջ դրանց հաշվարկման տրամադրել այդպիսի բնապահպանական պայմաններում: Այսպիսով, հավասարումը հեռավորության հաշվարկների դառնում:

Առավելագույն ուղին կորուստ = փոխանցելու իշխանությունը - ստացողը զգայունության + շահույթ - կորուստներ - մարել մարժա

Մոռացվել մարժան է նպաստի մի համակարգ դիզայներ ներառում է հաշվի համար անհայտ փոփոխականների. Որքան բարձր է մարել մարժա, որ ավելի լավ ընդհանուր հղում որակը կլինի. Հետ մոռացվել մարժա զրոյանում, հղում բյուջեն դեռ ուժի մեջ է, միայն Los պայմաններում, ինչը ոչ շատ գործնական մեծամասնության համար նմուշներ. Գումարը մարել միջակայքն է ներառել մի հաշվարկ կախված է շրջակա միջավայրի, որի համակարգը ակնկալվում է կտեղակայվեն: A մոռացվել գնային 12 dBm լավ է, բայց ավելի լավ շարք կլինի 20 է 30 dBm.

Որպես օրինակ, ենթադրենք մի փոխանցման ուժը 20 dBm, ընդունիչ զգայունության -100 dBm, ստանում ալեհավաքի շահ 6 DbI, փոխանցելու ալեհավաքի շահ 6 DbI, եւ մարել ընկած 12 դԲ: Cable կորուստը չնչին է:

Առավելագույն ուղին կորուստ = փոխանցելու իշխանությունը - ստացողը զգայունության + շահույթ - կորուստներ - մարել մարժա

V - առավելագույն ուղին կորուստը = 20 - (-100) + 12 - 12 = 120 dB

Երբ առավելագույն ուղին կորուստը հայտնաբերվել, դուք կարող եք գտնել այն տատանվում է բանաձեւով:

Հեռավորությունը (կմ.) = 10 (առավելագույն ուղին կորուստ 32.44 - 20log (զ)) / 20

որտեղ զ = հաճախականությունը է MHz. Օրինակ, եթե առավելագույն ուղին վնասը 120 dB մի հաճախականության 2.45 GHz կամ 2450 ՄՀց, որ տեսականին կլինի:

Հեռավորությունը (կմ.) = 10 (120 - 32.44 - 67.78) / 20 = 9.735 կմ

Նկար 1 ցույց է տալիս միջեւ առավելագույն ճանապարհին կորստի ու տիրույթում մի հաճախականության 2.45 GHz.

1: Կորը ցույց է տալիս կապը ուղեցույց բյուջեի կամ առավելագույն ուղին կորստի dBm եւ գնահատված միջակայքում կիլոմետր:

Թարգմանվում էմպիրիկ արդյունքները

Մինչ էմպիրիկ մեթոդները շատ օգտակար է որոշելու շրջանակը, այն հաճախ դժվար է հասնել իդեալական Լոս համար իրական աշխարհի չափումների եւ դժվար է հասկանալ, թե որքանով մոռացվել մարժա է կառուցել մեջ համակարգում. Չափված արդյունքները կարող են օգնել բացահայտել հարցերի վեր ՌԴ բազմացման, որոնք կարող են ազդել մի շարք համակարգի, ինչպիսիք են multipath բազմացման, միջամտության, եւ ՌԴ կլանում: Բայց ոչ բոլոր իրական աշխարհի թեստերը նույնն են, այնպես որ, իրական աշխարհի չափումները պետք է օգտագործվի հիմնականում մութաքա հղումը բյուջեի համարները հաշվարկված է վերեւում:

Գործոններ, որոնք կարող են ազդել մի շարք ձեռք բերված է էմպիրիկ test ներառում է ալեհավաքի շահ, ալեհավաքի բարձրությունը, եւ միջամտություն: Ալեհավաք ձեռք է առանցքային աղբյուր եկամուտ ստանալու համակարգում: Հաճախ արտադրողները հավաստում են իրենց ռադիոն է աշխատել տարբեր տեսակի ալեհավաքները բարձր ստանձնել Yagi եւ կարկատել ալեհավաքներ ավելի չափավոր ստանալու Շտրիխ ալեհավաքները: Դա շատ կարեւոր է ապահովել, թեստերը կատարվել են նույն տեսակի ալեհավաքի հետ, որը դուք հիմա, օգտագործելով ռադիոն: Փոխվում է մի 6-dBm ալեհավաքի է 3-dBm ալեհավաքի վրա, այնպես էլ փոխանցելու եւ ստանալու կողմը կհանգեցնի 6-dBm տարբերություն ուղեցույց բյուջեի եւ նվազեցնել շրջանակը կիսով չափ:

Antenna բարձրությունը եւ Fresnel Zone

Ալեհավաք բարձրությունը մեկ այլ մտահոգություն է էմպիրիկ չափումների. Բարձրացման բարձրությունը ալեհավաքի դեր է անում երկու հիմնական բաներ: Առաջին հերթին, դա կարող է օգնել ձեզ, վերը նշված ցանկացած հնարավոր խոչընդոտների, ինչպիսիք են մեքենաների, մարդկանց, ծառերի եւ շինությունների. Երկրորդ, այն կարող է օգնել ստանալ ձեր իսկական ՌԴ Լոս ազդանշան է ճանապարհի առնվազն 60% մաքրման է Fresnel գոտում:

The Fresnel գոտին է էլիպսաձեւ ծավալը միջեւ հաղորդիչ եւ ընդունիչ, որի տարածքը սահմանվում է ալիքի ազդանշանի: Դա մի հաշվարկված տարածք է, որ ձգտում է հաշվի համար blockage կամ դիֆրակցիայի ռադիոալիքների: Այն օգտագործվում է հաշվարկել պատշաճ մաքսազերծումը մի ազդանշան պետք է ունենա շուրջ խոչընդոտները հասնել օպտիմալ ազդանշանի. Ընդհանուր կանոնը thumb է ունենալ Լոս ուղին հստակ վերը նշված խոչընդոտների, որոնք ոչ ավելի, քան 60% -ը ալեհավաքի բարձրության:

Թեքություն է երկրի վրա կարող է նաեւ ազդել Լոս համար հեռահար անլար հղումներ. Աղյուսակը տրամադրում որոշ օրինակներ ազդեցության, որտեղ Երկրի բարձրություն midpoint է ուղեցույց ճանապարհին չի կրում հիլզ կամ այլ տեղանքով հատկանիշների եւ ալեհավաքների բարձրության հասնի ազդանշան է, որ առնվազն 60% -ը Fresnel գոտում:
Բազմաթիվ գործնական պարամետրերը, քո transceivers կարող են գործել ավելի ցածր ալեհավաքի բարձրության, բայց դա լավ խաղադրույքը, որ արտադրողները իրենց ալեհավաքներ է համապատասխան բարձրության: Ձեր դիմումը, դուք պետք է ձգտի ունենալ համապատասխան ալեհավաքի բարձրությունը հասնելու լավագույն շրջանակը: Գծապատկեր 2 ցույց է տալիս, թե ինչպես է ուղին հեռավորությունը, խոչընդոտ է բարձրությունը, եւ ալեհավաքների բարձրությունը կապված են Fresnel գոտում:

2: Ցանկալի ալեհավաք բարձրությունը որոշվում է խոչընդոտ բարձրությամբ եւ ֆակտորինգի 60% միջակայքն է հատուցել Ֆրենելյան գոտու պայմաններում:

Վերջապես, աղմուկը եւ միջամտությունը կարող է ունենալ բացասական ազդեցություն է շարք անլար համակարգի. Աղմուկը չի կարող վերահսկվում, այլ պետք է հաշվի առնվել միջակայքում, եթե դա հարց է: Արդյունաբերական, գիտական ​​եւ բժշկական (ISM) շերտերի 902 է 928 ՄՀց (Հյուսիսային Ամերիկա) եւ 2.4 GHz (աշխարհում), միջամտությունը հաճախ կարող է ակնկալել, բայց հաշվառման համար դժվար է: Արտադրողները կարող են իրականացնել էմպիրիկ փորձարարությունը միայն այն ժամանակ, երբ միջամտությունը չի ներկայացել: Դա, իհարկե, այն է, հավանական է, որ ձեր միջավայրը ունի ավելի մեծ միջամտություն, քան ներկա արտադրողի փորձարկման.

Ամփոփում

With այնքան շատ փոփոխականների մի համակարգում, ինչպես դուք կարող եք իմանալ, թե արդյոք տեսականին պնդում է արտադրողի կդիմի ձեր համակարգի. Հաճախ դա անհնար է իմանալ, թե արդյոք թեստեր են կատարվել էմպիրիկ կամ եթե միջակայքում թվեր են հաշվարկվել: Կամ ճանապարհ, վերլուծելով առավելագույն փոխանցման իշխանությունը, եւ ստացողը զգայունություն, դուք կարող եք առաջացնում է ելակետային համեմատել մեկ ռադիո է հաջորդ. Օգտագործելով այս թվերը, հետ միասին մի հավաքածու մարել մարժա եւ ցանկացած արժեքի հավելաճը պատճառով ալեհավաքներ կամ կորուստների պատճառով ՌԴ մալուխների, դուք կարող եք հաշվարկել առավելագույն հղումը բյուջե. Այնուհետեւ օգտագործել հեռահար հավասարումը վերեւում է հաշվարկել ձեր սեփական շրջանակը. Տարբեր ռադիո սարքերի, դա պետք է ապահովի լավ բազային է համեմատել երկու կամ երեք համակարգերը, որոնք համապատասխանում են Ձեր պահանջներին:

Որպեսզի հասկանանք, թե, եթե ռադիոկայաններում կարող է աշխատել ձեր դիմումը, դուք պետք է ձգտեն ճշգրիտ իրական աշխարհի թեստերի, որոնք կարող հաշվի համար ալեհավաքի բարձրության, multipath, միջամտության, եւ obstructions. Ձգձգելով իրական աշխարհի թեստերը Ձեր դիմումի եւ միայն հաշվի են արտադրողի համարները բառացի կարող է հեռանալ քեզ հարցնում, «Ինչ է իմ շրջանակ»:

Թողնել հաղորդագրություն 

հաղորդագրություն ցուցակ