НОУ ИНТУИТ | Беспроводные сети Wi-Fi. Лекция 12: Отношение "сигнал-шум" в цифровых системах связи. Построение антенно-фидерных трактов и радиосистем с внешними антеннами

Учитесь и получайте официальные документы БЕСПЛАТНО. Вы можете поддержать наш проект.

Твой путь к знаниям!

Опубликован: 20.09.2007 | Уровень: специалист | Доступ: свободно | ВУЗ: Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Вам нравится? Нравится 133 студентам

| Поделиться |

Поддержать программу

Расчет зоны действия сигнала

Расчет дальности работы беспроводного канала связи

Без вывода приведем формулу расчета дальности. Она берется из инженерной формулы расчета потерь в свободном пространстве:

$FSL = 33 + 20(\lg F + \lg D)$

FSL (Free Space Loss) - потери в свободном пространстве ( дБ ); F - центральная частота канала, на котором работает система связи ( МГц ); D - расстояние между двумя точками ( км ).

FSL определяется суммарным усилением системы. Оно считается следующим образом:

$Y_{дБ} = P_{t, {\rm }дБмВт} + G_{t, {\rm }дБu} + G_{r, {\rm }дБu} - P_{\min ,{\rm }дБмВт} - L_{t,{\rm }дБ} - L_{r,{\rm }дБ} ,$

( 12.3)

где $P_{t, {\rm }дБмВт}$ - мощность передатчика; $G_{t, {\rm }дБu}$ - коэффициент усиления передающей антенны; $G_{r, {\rm }дБu}$ - коэффициент усиления приемной антенны; $P_{\min ,{\rm }дБмВт}$ - чувствительность приемника на данной скорости; $L_{t,{\rm }дБ}$ - потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах передающего тракта; $L_{r,{\rm }дБ}$ - потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах приемного тракта.

Таблица 12.1. Зависимость чувствительности от скорости передачи данных
Скорость	Чувствительность
54 Мбит/с	-66 дБмВт
48 Мбит/с	-71 дБмВт
36 Мбит/с	-76 дБмВт
24 Мбит/с	-80 дБмВт
18 Мбит/с	-83 дБмВт
12 Мбит/с	-85 дБмВт
9 Мбит/с	-86 дБмВт
6 Мбит/с	-87 дБмВт

Для каждой скорости приемник имеет определенную чувствительность. Для небольших скоростей (например, 1-2 Мегабита) чувствительность наименьшая: от -90 дБмВт до -94 дБмВт. Для высоких скоростей чувствительность намного выше. В качестве примера в таблице 12.1 приведены несколько характеристик обычных точек доступа 802.11a,b,g.

В зависимости от марки радиомодулей максимальная чувствительность может немного варьироваться. Ясно, что для разных скоростей максимальная дальность будет разной.

FSL вычисляется по формуле

$FSL = Y_{дБ} - SOM$

( 12.4)

где SOM(System Operating Margin) - запас в энергетике радиосвязи (дБ). Учитывает возможные факторы, отрицательно влияющие на дальность связи, такие как:

температурный дрейф чувствительности приемника и выходной мощности передатчика;
всевозможные атмосферные явления: туман, снег, дождь;
рассогласование антенны, приемника, передатчика с антенно-фидерным трактом.

Параметр SOM обычно берется равным 10 дБ. Считается, что 10 -децибельный запас по усилению достаточен для инженерного расчета.

Центральная частота канала F берется из таблицы 12.2.

Таблица 12.2. Вычисление центральной частоты
Канал	Центральная частота ( МГц )
1	2412
2	2417
3	2422
4	2427
5	2432
6	2437
7	2442
8	2447
9	2452
10	2457
11	2462
12	2467
13	2472
14	2484

В итоге получим формулу дальности связи:

$D = 10^{\left( {\frac{{FSL}}{{20}} - \frac{{33}}{{20}} - \lg F} \right)} .$

( 12.5)

Пример 12.2

Найти расстояние, на котором будет стабильно работать связь на скоростях 54 Мбит/с и 6 Мбит/с для точки доступа DWL-2100AP и беспроводного адаптера DWL-G132. Их паспортные характеристики:

Мощность передатчиков DWL-2100AP и DWL-G132: 16 дБмВт;

Чувствительность DWL-2100AP на скорости 54 Мбит/с: -66 дБмВт;

Чувствительность DWL-2100AP на скорости 6 Мбит/с: -88 дБмВт;

Чувствительность DWL-G132 на скорости 54 Мбит/с: -66 дБмВт;

Чувствительность DWL-G132 на скорости 6 Мбит/с: -87 дБмВт;

Коэффициент усиления штатной антенны DWL-2100AP: 2 дБи.

Коэффициент усиления штатной антенны DWL-G132: 0 дБи.

Потерь в антенно-фидерном тракте, т.е. между беспроводными точками и их антеннами, нет.

Решение:

1) Найдем расстояние на скорости 54 Мбит/с. Параметр FSL равен

По формуле (12.5) находим дальность работы беспроводного оборудования на данной скорости (в качестве примера возьмем шестой канал):

$D_{54} = 10^{\left( {\frac{{74}}{{20}} - \frac{{33}}{{20}} - \lg 2437} \right)} = 0,046км \approx 50м$

Найдем расстояние на скорости 6 Мбит/с. FSL равен

По формуле (12.5) находим дальность работы беспроводного оборудования на данной скорости:

$D_6 = 10^{\left( {\frac{{96}}{{20}} - \frac{{33}}{{20}} - \lg 2437} \right)} = 0,579км \approx 580м$