信號衰減的基礎知識

最大化信號範圍和無線監控功能

信號衰減是能量的減少或無線電頻率(RF)傳播,比如通過無線發送數據時,無線個域網或一些通信協議的應用程序,如自動溫度監控。衰減分貝(dB)表示,這是十倍的對數信號功率在一個特定的輸入或在瓦除以輸出源位置或指定的接收端介質。例如,一個辦公室牆壁(特定的媒介),一個射頻信號的強度變化從10毫瓦的功率(輸入)5毫瓦(輸出)代表3 dB的衰減。因此,積極的信號衰減原因成為弱旅行時通過媒介。

當衰減高,信號功率降低相對較低的值,和接收設備可以遇到錯誤當試圖解碼無線電信號。這個問題變得更糟時重要的射頻幹擾環境中的其他設備。例如,IEEE 802.11或WiFi無線個域網,和其他設備通常工作在相同的2.5 GHz工業、科學和醫療(ISM)樂隊也與微波爐共享。一些錯誤的發生可能防止接收站正確解碼無線數據包和發送一個確認收到的源站。在很短的時間之後,發送站將重新發送幀;給用戶,這將會出現緩慢的通信。在最壞的情況下,由於衰減信號功率損耗變得如此之低,係統失去連接和傳輸停止。

一個常見的信號強度指示器是鏈路質量指示(LQI)測量基於電流的誤比特率(BER)數據包接收。表示為一個百分比的誤碼率計算從腐敗的比特數量的比特總數在單個無線數據包。在網狀網絡和無線個域網一樣,它的計算方法是基於以前跳的入站的路線,所以它提供特定的信息鏈路層連接到鄰近的設備傳送當前包到本地設備。

任何媒介包括空氣、水、木材、石膏板、發射機和接收機之間的混凝土將導致信號強度衰減和端點之間的可用範圍的減少。隨著距離的增加,衰減也增加。衰減在戶外應用程序是基於簡單和基本的自由空間的計算,但相比之下,室內應用程序可以非常複雜的計算。在這兩種情況下,損失可以用公式(見方程方程1和2)。室內的困難的主要原因是,信號可能通過不同的材料,提供不同對衰減的影響(見表1 - 2障礙衰減),信號可能反彈不同障礙做出確切的路徑很難確定。

典型的路徑損失數據庫添加:
人體3
隔間3到5
窗口,磚牆2
旁邊的磚牆金屬門3
玻璃窗口(non-tinted) 2
透明玻璃窗口2
辦公室的窗戶3
石膏板牆3
大理石5
玻璃幕牆和金屬框架6
金屬框架玻璃幕牆建設6
金屬框架透明玻璃壁6
金屬屏蔽透明玻璃窗口6
夾絲玻璃窗口8
煤渣砌塊牆4
幹牆4
煤渣砌塊牆4
石膏灰膠紙夾板木門框牆/ 5
石膏灰膠紙夾板/金屬框架牆6
辦公室牆壁6
磚牆2 - 8
混凝土牆10到15
木門3
金屬門6
金屬門在辦公室牆壁6
金屬門在磚牆12 - 13所示

因為決定結果的複雜性,通常最好的方式來執行一個射頻網站調查,充分了解無線電波的行為在一個設施之前安裝無線設備。調查的最終目標是提供足夠的信息來確定的數量和位置的無線發射器,接收器/網絡網關和潛在中繼器提供足夠的覆蓋整個設施。射頻站點調查還檢測到幹擾的存在來自其他來源可能會降低係統的性能。

射頻網站調查的需要和複雜性將隨設備,如一個小三的辦公室可能不需要一個網站此領域目前規模的網站可能會使用一個單一的無線網絡網關內任意位置的辦公室,仍然保持足夠的覆蓋率。更大的設施,如實驗室、醫院、倉庫可能需要一個廣泛的射頻網站調查地圖覆蓋廣泛的區域或在多個層。沒有調查,係統可能會覆蓋不足,在一些地區遭受低性能。當進行射頻現場調研,考慮這些一般步驟:

1。獲得設備圖。找到一套建築藍圖,如果可能的話。如果沒有可用的,準備一個平麵圖繪製描述木材或混凝土牆的位置,樓梯等。

2。視覺檢查設備。一定要走過設施之前執行任何測試,以驗證設備圖的準確性。這是一個很好的時間來注意任何潛在的障礙可能影響射頻信號的傳播,例如視覺檢查會發現障礙如金屬貨架,櫥櫃,partitions-items藍圖不顯示。

3所示。識別用戶的地區。設備圖,標誌著地區固定和移動吊艙放置。除了說明移動吊艙可以移動,也表明他們不會被放置的地方。係統可能需要更少的無線網絡網關點如果漫遊區域可以是有限的。

4所示。確定初步訪問點的位置。通過考慮的位置豆莢,豆莢和網關之間的區間估計,估計網關的位置提供足夠的覆蓋整個地區(初步位置)。考慮安裝位置,這可能是垂直的帖子或金屬貼天花板上方。一定要認識到合適的位置安裝訪問點,天線,數據電纜和電源線。同時,考慮不同的天線類型在決定去哪裏訪問點的位置。訪問點附近安裝一個外牆,例如,可能是一個不錯的位置如果貼片天線相對較高的收益是麵向內部的設施。

5。驗證訪問點的位置。這是真正的測試開始時:這是一個兩人的工作。在每個位置和安裝一個無線網絡網關監控信號強度指示器讀數步行的豆莢不同距離遠離訪問點。注意數據速率和信號的數據在不同的點的圓莢體移動的外邊界網關的報道。在多層設施,執行測試在地板之上和之下的訪問點。請記住,信號質量差閱讀可能表明,射頻幹擾是影響係統。基於測試的結果,你可能需要重新考慮一些接入點和重新測試的位置受影響的地區。

6。文檔的發現。一旦你滿意,計劃訪問點的位置將提供足夠的保險,確定推薦的設備圖上的安裝位置。安裝程序需要這個信息。

注意:地下隧道作為波指南給予遠比在地麵上的更大的範圍。金屬天花板被發現有類似的表現。

射頻幹擾其他設備可以瘟疫無線係統部署。從外部射頻幹擾信號來源的風險往往是罪魁禍首。結果,重要的是你充分認識到該地區的其他設備可能作用於相同的頻段無線係統你想部署。

信號衰減
射頻信號衰落是由於幾個因素包括多路接待,視線幹擾,菲涅耳區幹擾,射頻幹擾,和天氣條件。

多路信號,傳輸信號到達接收機從不同的方向,不同的路徑長度、衰減和延遲。一個射頻反射麵,如水泥地麵或屋頂表麵,可以產生多條路徑之間的天線。天線安裝位置越高的表麵,降低多路徑損失。802.11.4規範利用調製的無線電設備方案和接收方法,這樣多個路徑問題最小化。

視線幹擾,一個清晰的、直接的視線係統天線之間是絕對需要一個合適的射頻鏈接到達長途戶外。存在一個清晰的視線,如果一個通暢的天線的天線存在。無線電波清晰視線存在如果周圍定義光學視線也是障礙物。在建築設置無線網絡,傳播的射頻信號穿牆和其他物品是一個不爭的事實。如果你還記得信號衰減的討論之前,我們可以評估相關的損失。前麵的表1 - 2為典型的禮物損失值項通過,我們希望我們的網絡傳輸和接收。

菲涅耳帶幹擾——菲涅耳(FRAY-nel)區是一個圓形區域垂直於視線集中在。如果有幹擾對象在這個區,部分伸展軸外的無線電信號可以反彈這些對象和到達接收地點的階段造成破壞性的幹擾。在無線電波理論中,如果80%的第一菲涅耳帶障礙物,波傳播損失相當於自由空間。

射頻幹擾,這是前麵所討論的。

天氣條件——在2.4 ghz,大多數雨淋浴可以輕鬆滲透。

係統的營業利潤率(SOM)
SOM(係統營運利潤率),也被稱為褪色,接收信號電平之間的差異在dBm - dBm的接收機靈敏度。這是一個衡量一個無線電線路的安全裕度。SOM越大,意味著一個更可靠的無線連接。通常建議包括至少10 db 20 db SOM。

陰影
跟蹤接收信號功率波動的影響是由於移動對象在發射機和接收機之間的傳播路徑,例如,有人走在發射機和接收機之間。這些波動是經驗豐富的地方平均力量,也就是說,短期均線可以用來消除波動由於陰影。

把這個相反,在大多數報紙在移動傳播,隻有“小麵積陰影”被認為是:對數正態分布波動的地方平均功率測量時天線移動數十或數百米的距離。Marsan等人報道的中位數為3.7 db小麵積陰影。Preller和科赫測量地方平均每隔10米和研究跟蹤超過500間隔。最大標準差經驗是關於7 db,但50%的實驗顯示小於4 db的陰影。

鏈路預算
預算會計的鏈接的所有損益從發射機通過介質(自由空間、牆壁等)的接收機係統。它考慮了傳輸信號的衰減由於傳播,以及損失或由於天線增益。一個簡單的鏈接預算方程如下:

接收功率(dB) =發射功率(dBm) +收益(dB)——損失(dB)

方程1 - 3鏈路預算

方程1 - 3鏈路預算

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