無線傳輸路徑分析是無線傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的重要步驟,通過對傳輸路徑的分析便于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者根據(jù)無線鏈路的裕量大小選擇合適類型的天線(方向,極化,增益等指標(biāo)),安裝天線高度,選擇合適的饋纜和長度等。下面將簡單介紹一下無線傳輸路徑分析中的自由空間損耗的計算,信號接收強(qiáng)度的計算,鏈路系統(tǒng)裕量的計算幾個主要方面的內(nèi)容。
1.自由空間損耗的計算
自由空間損耗是指電磁波在傳輸路徑中的衰落,計算公式如下:
Lbf=32.5+20lgF+20lgD
Lbf=自由空間損耗(dB)
D=距離(km)
F=頻率(MHz)
2400MHz:Lbf=100+20lgD
5800MHz:Lbf=108+20lgD
以上公式是在氣溫25度,1個大氣壓的理想情況的計算公式。
下表列出典型自由空間損耗值
距離(km) 路徑損耗@2.4GHz(dB) 距離(km) 路徑損耗@2.4GHz(dB)
1 -100 15 -124
2 -106 20 -126
3 -110 25 -128
4 -112 30 -130
5 -114 35 -131
6 -116 40 -132
7 -117 45 -133
8 -118 50 -134
9 -119
10 -120
通過查找上表和通過公式計算我們可以得到從發(fā)射站到接收站電磁波傳輸?shù)睦碚撍ヂ?
2.信號接收強(qiáng)度的計算:
信號接收強(qiáng)度是指接收站設(shè)備接收到的無線信號的強(qiáng)度。
RSS=Pt+Gr+Gt-Lc-Lbf
RSS=接收信號強(qiáng)度
Pt=發(fā)射功率
Gr=接收天線增益
Gt=發(fā)射天線增益
Lc=電纜和纜頭的衰耗
Lbf=自由空間損耗
舉例說明,如果發(fā)射站與接收站兩站點相距25Km,設(shè)備發(fā)射功率20dBm,發(fā)射天線增益為17dBi,接收天線增益為24dBi,電纜和纜頭損耗3dBi。則接收信號強(qiáng)度 RSS=20+17+24-3-128=-70dB
3.鏈路系統(tǒng)裕量SFM(Syetem Fade Margin)的計算
鏈路系統(tǒng)裕量是指接收站設(shè)備實際接收到的無線信號與接收站設(shè)備允許的最低接收閾值(設(shè)備接收靈敏度)相比多的富裕dB數(shù)值。
SFM= RSS-Rs
RSS=接收信號強(qiáng)度
Rs=設(shè)備接收靈敏度(dB)
在上面的例子中,如果設(shè)備接收靈敏度為-81dBi,則鏈路系統(tǒng)裕量為:
SFM=RSS-Rs
=-70-(-)81=11dB
上面的例子就是說,使用這種發(fā)射功率為20dBm,接收靈敏度為-81dBi的2400MHz的無線網(wǎng)橋,在加裝了17dBi增益的發(fā)射天線和24dBi增益的接收天線,電纜和纜頭損耗只有3dBi損耗,在傳輸了25KM后還有11 dB的鏈路系統(tǒng)裕量。
系統(tǒng)裕量是衡量無線鏈路可用性和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。因為無線信道是一個參變信道,干擾和噪音信號隨時會影響有用信號,有時干擾和噪音信號的強(qiáng)度瞬間可達(dá)成20~30dB,所以在建設(shè)無線鏈路時,必須保留一定的系統(tǒng)裕量。雖然系統(tǒng)裕量大于5dB系統(tǒng)可以工作,但通常建議系統(tǒng)裕量大于15-20dB。
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