Skilningur Wireless Range Útreikningar

Einn af helstu útreikninga í þráðlaust hönnun er svið, hámarks fjarlægð milli sendis og móttakara fyrir venjulega notkun. Þessi grein er bent á þætti sem taka þátt í útreikning svið og sýnir hvernig á að meta svið til að tryggja áreiðanlega samskipti tengil.

Hvers Raunveruleg Range mega ekki jöfn Fram Range

Hefur þú einhvern tíma keypt þráðlaust útvarp innbyggða verkefni og komst að því að þú hafir ekki náð útvarpstíðni (RF) svið fram í gagnablaðinu? Afhverju er það? Það er líklega vegna þess að munur á milli hvernig birgir mæld svið og hvernig þú ert að nota útvarpið.

Birgjar ákveða yfirleitt svið við leiðir það reynslan úr prófum alvöru-heiminum eða með því að nota útreikninga. Annaðhvort nálgun er fínn svo lengi sem þú grein fyrir öllum breytum. Ein lausnin, þó má sýna raunheimum aðstæður sem útreikningar taka ekki.

Áður en við bera saman aðferðir, við skulum skilgreina nokkur hugtök til að skilja tölur framleiðandi er eða viðkomandi breytur fyrir svið.

Power And dBm Útreikningar

RF afl er oftast lýst og mælt í desíbelum með milliwatt tilvísun, eða dBm. A desíbel er Logarythmiskur eining sem er hlutfall af krafti kerfisins að einhverju tilvísun. A desíbel gildi 0 jafngildir hlutfallinu 1. Decibel-milliwatt er framleiðsla máttur í desíbelum vísað til 1 MW.

Þar dBm er byggt á lógaritmískum skala, það er alger völd mælingu. Fyrir hvert aukningu 3 dBm það er u.þ.b. tvöföld framleiðsla máttur, og sérhver aukning 10 dBm táknar tífalt aukningu í afli. 10 dBm (10 mW) er 10 sinnum öflugri en 0 dBm (1 mW) og 20 dBm (100 MW) er 10 sinnum öflugri en 10 dBm.

Hægt er að umbreyta á milli mW og dBm með eftirfarandi formúlum:

P (dBm) = 10 • log10 (P (mW))

P (mW) = 10 (P (dBm) / 10)

Til dæmis, a máttur 2.5 mW í dBm er:

dBm = 10log2.5 = 3.979

eða um 4 dBm. A dBm gildi 7 dBm í MW afli er:

P = 107 / 10 = 100.7 = 5 mW

Slóð Tap

Path tap er lækkun orku þéttleika sem á sér stað eins og útvarp bylgja elskulega yfir fjarlægð. Aðal þáttur í slóð tap er lækkun á sendistyrk yfir fjarlægð af útvarpsbylgjum sjálfum. Útvarpsbylgjum fylgja öfugt veldi lögum fyrir máttur þéttleiki: The máttur þéttleiki er í réttu hlutfalli við andhverfa veldi af fjarlægð. Í hvert skipti sem þú tvöfalda vegalengd, færð þú aðeins fjórðungur vald. Þetta þýðir að hver 6-dBm aukning útgangsafl tvöfaldar mögulegu vegalengd sem er náð.

Að auki sendi krafti, annar þáttur sem hefur áhrif svið er móttakari næmi. Það er yfirleitt gefið upp í -dBm. Þar sem bæði framleiðsla máttur og móttökutæki næmi eru fram í dBm, getur þú notað einföld viðbótar og frádráttur til að reikna út hámarks slóð tap sem kerfið getur stofnað til:

Hámarks Slóð tap = senda orku - receiver næmi + hagnað - tap

Hagnaður eru allir hagnaður stafar af stefnu senda og / eða taka á móti loftnet. Antenna hagnaður er yfirleitt gefin upp í dBi vísað til einsátta loftnet. Tap í sér neinn síu eða kaðall attenuation eða þekkt umhverfisaðstæður. Þessi tengsl geta einnig verið fram eins og a hlekkur fjárhagsáætlun, sem er bókhald allra hagnaður og tap kerfi til að mæla sendistyrk á móttakaranum:

Fékk vald = Sendiafl + hagnaður - tap

Markmiðið er að gera fékk kraftur meiri en móttakara næmi

Í lausu plássi (kjörinn ástand), andhverfa veldi lögmálið er eini þátturinn sem hefur áhrif svið. Í hinum raunverulega heimi, þó svið einnig er hægt að rýrnað af öðrum þáttum:

• Hindranir, svo sem veggir, tré, og hæðirnar getur valdið verulegum merki tap.

• Vatn í loftinu (raka) getur tekið RF orku.

• Metal hlutir geta endurspegla útvarpsbylgjur, skapa nýjar útgáfur af merki. Hin mörgu bylgjur ná móttakara á mismunandi tímum og rífa (og stundum á uppbyggilegan) trufla sig. Þetta er kallað multipath.

hverfa Framlegð

There ert margir formúlur fyrir að mæla þessar hindranir. Þegar birta svið tölur, þó, framleiðendur hunsa oft hindranir og ástand aðeins lína-af-augum (LOS) eða hugsjón Slóð svið númer. Í sanngirni við framleiðanda, það er ómögulegt að vita allt umhverfið þar er heimilt að nota útvarp, þannig að það er ómögulegt að reikna út sérstaka svið einn gæti náð. Framleiðendur vilja stundum tengt hverfa framlegð í útreikning þeirra til að kveða á um slíka umhverfisaðstæðum. Þannig jafnan fyrir útreikninga fjarlægð verður:

Hámarks Slóð tap = senda orku - móttakari næmi + hagnaður - tap - hverfa framlegð

Fade framlegð er greiðsla kerfi hönnuður nær að gera grein fyrir óþekktum breytum. Því hærra sem hverfa framlegð, því betra heildar tengilinn gæði verða. Með hverfa framlegð núllstilltur á tengilinn fjárhagsáætlun er enn í gildi, aðeins í Los skilyrði, sem er ekki mjög raunhæft fyrir flest hönnun. Fjárhæð hverfa framlegð að fela í útreikninga veltur á því umhverfi sem kerfið er gert ráð fyrir að vera á vettvangi. A hverfa framlegð 12 dBm er gott, en betri tala yrði 20 að 30 dBm.

Sem dæmi, ráð fyrir senda orku af 20 dBm, móttökutæki næmi -100 dBm, fá loftnet ábati af 6 dBi, senda loftnet ábati af 6 dBi, og hverfa framlegð 12 dB. Cable tap er hverfandi:

Hámarks Slóð tap = senda orku - móttakari næmi + hagnaður - tap - hverfa framlegð

V - hámark Slóð tap = 20 - (-100) + 12 - 12 = 120 dB

Þegar hámarks Slóð tap hefur fundist, er hægt að finna allt frá formúlunni:

Vegalengd (km) = 10 (hámark Slóð tap - 32.44 - 20log (f)) / 20

þar sem f = tíðni í MHz. Til dæmis, ef hámarks Slóð tap er 120 dB á tíðni 2.45 GHz eða 2450 MHz, á bilinu verður:

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

Mynd 1 sýnir sambandið milli hámarks slóð tap og svið á tíðninni 2.45 GHz.

1. Ferillinn sýnir sambandið milli tengilinn fjárlögum eða hámarks slóð tapi í dBm og áætlað svið í km.

Túlka raunniðurstöður

Þó reynslan aðferðir eru mjög gagnlegar í að ákvarða svið, það er oft erfitt að ná hugsjón Los fyrir mælingar raunverulegur-veröld og erfitt að skilja hversu mikið hverfa framlegð til að byggja inn í kerfið. Niðurstöður mælinga geta hjálpa þekkja málefni umfram RF fjölgun sem geta haft áhrif á fjölda kerfi, ss Multipath fjölgun, truflunum, og RF frásog. En ekki allir raunverulegur-veröld próf eru þau sömu, svo raunverulegur-veröld mælingar ætti að nota fyrst og fremst að efla tengilinn fjárhagsáætlun tölur reiknaðar ofan.

Þættir sem geta haft áhrif á svið náðst í reynslunni próf eru loftnet fá, loftnet hæð og truflunum. Antenna ávinningur er lykillinn uppspretta hagnaðar í kerfinu. Oft framleiðendur munu votta útvarp sína til að vinna með mismunandi gerðir af loftnet frá hár-hagnaður Yagi og plástur loftnet til hófsamari-fá omnidirectional loftnet. Það er mikilvægt að tryggja prófanir voru framkvæmdar með sömu gerð loftnet sem þú ert nú að nota útvarpið. Breyting frá 6-dBm loftnet til 3-dBm loftnet á bæði senda og taka á móti hlið mun valda 6-dBm munur á tengilinn fjárlögum og minnka svið um helming.

Loftnet hæð og Fresnel Zone

Antenna hæð er annar áhyggjuefni fyrir reynslunni mælingar. Hækkun hæð loftnets gerir tvo hluti. First, það getur hjálpað að fá þér ofan hugsanlegum hindrunum eins bíla, fólk, tré, og byggingar. Í öðru lagi, það getur hjálpað að fá sanna RF Los Signal vegi þínum amk 60% úthreinsun í Fresnel svæði.

The Fresnel svæðið er sporöskjulaga bindi milli sendis og móttakara sem svæði er skilgreint af bylgjulengd merki. Það er reiknað svæði sem leitast við að gera grein fyrir stíflur eða diffraction útvarpsbylgjur. Það er notað til að reikna út rétta úthreinsun merki ætti að hafa í kringum hindranir til að ná hámarksnýtingu sendistyrk. A Almenna þumalputtaregla er að hafa í Los slóð skýr ofan hindranir sem eru ekki meira en 60% af loftnet hæð.

Curvature jarðar getur einnig haft áhrif Los fyrir langdrægum þráðlaust tenglum. Taflan gefur nokkur dæmi um áhrif, þar sem hæð jarðar á miðju tengilinn braut ekki reikningur fyrir fjöll eða aðrar aðgerðir landslagi og loftnet hæð nær merki sem er að minnsta kosti 60% í Fresnel svæði.
Í mörgum hagnýtum stillingum, Flugstilling þínir geta virkað með lægri loftnet hæð, en það er gott veðmál að framleiðendur setja loftnet sín í réttri hæð. Fyrir umsókn þína, ættir þú að reyna að hafa viðeigandi virkni loftnetsins hæð til að ná bestu svið. Mynd 2 sýnir hvernig Slóð fjarlægð, hindrun hæð og loftnet hæð eru tengdar við Fresnel svæði.

2. Sem óskað loftnet hæð ræðst af hindrun hæð og þátta í 60% framlegð til að bæta fyrir Fresnel gírinn skilyrðum.

Að lokum, hávaði og truflun getur haft neikvæð áhrif á bilinu þráðlaust kerfi. Hávaði getur ekki stjórnað, en ætti að vera þáttur í bilinu ef það er málið. Í iðnaði, vísinda og læknisfræði (ISM) hljómsveitum á 902 til 928 MHz (North America) og 2.4 GHz (um allan heim), truflun getur oft verið gert ráð fyrir, en gert grein fyrir það er erfitt. Framleiðendur geta framkvæma reynslunni rannsóknir þegar truflun er ekki til staðar. Það er vissulega líklegt að umhverfi þitt hefur meiri truflun en var viðstaddur prófun framleiðanda.

Yfirlit

Með svo mörgum breytum í kerfinu, hvernig er hægt að vita hvort svið haldið fram af framleiðanda eiga við kerfið? Oft er það ómögulegt að vita hvort próf voru gerðar með tilraunum eða ef bilinu tölur voru reiknuð. Hvort heldur með því að greina hámarks senda orku og móttökutæki næmi, getur þú búið grunnlínu að bera saman eitt útvarp til the næstur. Að nota þessar tölur, ásamt setja hverfa framlegð og hvaða árangri vegna loftneta eða tap vegna RF snúru, hægt að reikna hámarks tengilinn fjárhagsáætlun. Þá nota fjarsölu jöfnu að ofan til að reikna út tímabil. Fyrir ýmsum tækjum útvarp, þetta ætti að veita góða grunnlínu til að bera saman tvær eða þrjár kerfi sem uppfylla þarfir þínar.

Til að skilja hvort útvarp vilja vinna í umsókn þína, ættir þú að reyna fyrir nákvæmar prófanir alvöru-heiminum sem getur reikningur fyrir loftnet hæð, Multipath, truflunum og hindranir. Seinka raunheimum próf fyrir umsókn þína og aðeins að taka tölur frá framleiðanda orðrétt getur skilið þig að spyrja, "Hvað er svið minn?"

Skildu eftir skilaboð 

Skilaboðalisti