Методика проектирования беспроводной СПД. Расчет суммарных потерь радиосистемы. Расчет эффективной изотропной излучаемой мощности. Расчет энергетического запаса радиоканала. Расчет суммарного усиления радиосистемы

3.МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ БЕСПРОВОДНОЙ СПД

Проектирование беспроводной сети  начинается, как правило, с выбора места размещения антенн, варианта построения приемопередающего тракта, антенно-фидерных устройств и определения их радиотехнических параметров с точки зрения обеспечения необходимого радиуса действия.

Радиус действия – это расстояние, на котором  потери на трассе становятся равными коэффициенту усиления системы. Такие характеристики, как зона уверенного приема и пропускная способность сети напрямую связаны с радиусом действия и скоростью передачи данных.

Для предварительной оценки характеристик планируемой беспроводной сети определяют энергетический потенциал линии связи(link budget). Для  определения энергетического потенциала необходимо знать следующие параметры системы:

• мощность передатчика,
• чувствительность приемника,
• коэффициент усиления антенны передатчика,
• коэффициент усиления антенны передатчика,
• потери в кабеле и разъемах  приемника и передатчика.

При проектировании беспроводной сети внутри и снаружи помещений имеются определенные особенности, но и в том и другом случае необходимо произвести расчет параметров радиоканала.

Расчет радиоканала передачи данных включает в себя следующие этапы:

·  расчет суммарных потерь радиосистемы;

·  расчет эффективной изотропной излучаемой мощности;

·  расчет энергетического  запаса радиоканала;

·  расчет суммарного усиления радиосистемы.

3.1 Расчет суммарных потерь радиосистемы

Беспроводные сети имеют специфическую среду передачи данных, кардинально отличающую их от других типов сетей передачи данных – радиоканалы, которые определяют показатели качества передаваемой информации и которые более, чем другие сети подвержены помехам,  возникающим  как в приемо-передающей аппаратуре, так и поступающим из внешней среды.  Поэтому  важно знать и учитывать в расчетах дополнительные потери.

Потери при распространении радиоволн в свободном пространстве вычисляются по следующей формуле:

                                                  ,                                            (3.1)

где  это длина волны в метрах, r-расстояние расстояние между антеннами приемника и передатчика в метрах. Или же по формуле 3.2:

,(3.2)

где  f –рабочая частота (Operating Frequency)(МГц) - частота, на которой будет работать оборудование.

Таблица 3.1– Распределение частот по каналам

Стоит также учитывать вклад атмосферных явлений в потери при распространении радиоволн. Особенно это существенно на больших расстояниях. Проливной дождь ослабляет сигналы в диапазона 2.4GHz с интенсивностью до 0.05 dB/km, густой туман вносит ослабление 0.02 dB/km.    Не стоит забывать о влиянии окружающей среды на работу антенн. Если антенны,  не имеющие защитного покрытия, из-за дождя могут просто перестать работать пока не высохнут. Это же относится к обледенению антенн в зимнее время.

Также необходимо учитывать потери на затухание в антенно-фидерном тракте передатчика и приемника. Они включают в себя потери в разъемах, которые составляют от 0.5 до 2 дБ на каждый разъем и сильно зависят от качества заделки разъемов а также затухание кабеля, соединяющего антенну и передающее или приемное устройство. Для учета затухания в кабеле требуется знать его погонное затухание на рабочей частоте, которое зависит от марки кабеля. В общем случае чем выше частота, тем выше потери в кабеле. Поэтому при использовании удаленных антенн и длинных кабелей необходимо всегда рассчитывать потери кабеле.   

Таблица 3.2– Значения затухания различных марок кабелей

При значительной длине кабеля для компенсации затухания ВЧ-сигнала могут применяться компенсационные приемопередающие усилители.

3.2 Расчет эффективной изотропной излучаемой мощности

Эффективная изотропно-излучаемая мощность(Equivalent Isotropic