無線傳輸路徑分析是無線傳輸網絡設計的重要步驟,通過對傳輸路徑的分析便於網絡設計者根據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),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,信號接收強度 的計算,鏈路系統裕量的計算幾個主要方面的內容。
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) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
-100 -106 -110 -112 -114 -116 -117 -118 -119 -120 |
15 20 25 30 35 40 45 50 |
-124 -126 -128 -130 -131 -132 -133 -134 |
通過查找上表和通過公式計算我們可以得到從發射站到接收站電磁波傳輸的理論衰落.
2.信號接收強度的計算:
信號接收強度是指接收站設備接收到的無線信號的強度。
RSS=Pt+Gr+Gt-Lc-Lbf
RSS=接收信號強度
Pt=發射功率
Gr=接收天線增益
Gt=發射天線增益
Lc=電纜和纜頭的衰耗
Lbf=自由空間損耗
舉例說明,如果發射站與接收站兩站點相距25Km,設備發射功率20dBm,發射天線增益為17dBi,接收天線增益為24dBi,電纜和纜頭損耗3dBi。則接收信號強度 RSS=20+17+24-3-128=-70dB
3.鏈路系統裕量SFM(Syetem Fade Margin)的計算
鏈路系統裕量是指接收站設備實際接收到的無線信號與接收站設備允許的最低接收閾值(設備接收靈敏度)相比多的富裕dB數值。
SFM= RSS-Rs
RSS=接收信號強度
Rs=設備接收靈敏度(dB)
在上面的例子中,如果設備接收靈敏度為-81dBi,則鏈路系統裕量為:
SFM=RSS-Rs
=-70-(-)81=11dB
上面的例子就是說,使用這種發射功率為20dBm,接收靈敏度為-81dBi的2400MHz的無線網橋,在加裝了17dBi增益的發射天線和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11dB的鏈路系統裕量。
系 統裕量是衡量無線鏈路可用性和穩定性的重要指標。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度瞬間可達成 20~30dB,所以在建設無線鏈路時,必須保留一定的系統裕量。雖然系統裕量大於5dB系統可以工作,但通常建議系統裕量大於15-20dB。