Análisis de presupuesto de enlace inalámbrico Cómo calcular el presupuesto del enlace para su red inalámbrica
¿Qué tan lejos puede ir y cuál será el rendimiento? Estos son las dos comunes preguntas que surgen al diseñar un enlace de datos inalámbrico de alta velocidad. Existen varios factores que pueden afectar el rendimiento de un sistema de radio. Disponible y potencia de salida permitida, ancho de banda disponible, sensibilidad del receptor, ganancias de antena, la tecnología de radio y las condiciones ambientales son algunos de los principales factores que puede afectar el rendimiento del sistema. Para implementaciones de redes a gran escala, un sitio detallado el diseño de la encuesta y la red son muy r ecomendables. Este documento intentará proporcionar al lector una visión general de cómo se calcula un presupuesto de enlace.
Para limitar el alcance de este documento, solo enlaces de línea de vista con suficiente zona de Fresnel Se considerará la autorización. La siguiente ecuación muestra los elementos básicos que necesidad de considerar al calcular un presupuesto de enlace:
Si la potencia estimada recibida es suficientemente grande (generalmente en relación con el receptor) sensibilidad), se dice que el presupuesto del enlace es suficiente para enviar datos en perfecto condiciones La cantidad en que la potencia recibida excede la sensibilidad del receptor es llamado el margen del enlace.
En un sistema de radio de línea de visión, las pérdidas se deben principalmente a la pérdida de ruta en el espacio libre (FSPL). FSPL es proporcional al cuadrado de la distancia entre el transmisor y receptor, así como el cuadrado de la frecuencia de la señal de radio. En otras palabras, la pérdida de la ruta en el espacio libre aumenta significativamente a lo largo de la distancia y la f recuencia.
Otras pérdidas en un sistema de radio a considerar se deben a los cables y conectores de antena, que ya se tienen en cuenta en las unidades todo-en-uno de Tranzo con antenas integradas. Sin
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embargo, para unidades con antena externa, pérdida de 0.25dB por conector y pérdida de 0.25dB por cada 3 pies de cable de antena debe incluirse en los cálculos del presupuesto del enlace. por un sistema de radio con un cable LMR400 de 3 pies y 2 conectores, pérdida de 0.75dB debe ser incluido. La ecuación FSPL se puede simplificar aún más de la siguiente manera:
Normalmente, la distancia se mide en km o millas y la frecuencia en MHz, en este caso el la ecuación anterior se convierte en
:
La Tabla 1 muestra algunos valores de FSPL calculados para enlaces de 900MHz, 2.4GHz y 5.8GHz.
Multipath y Fade Margin La multitrayecto ocurre cuando las olas viajan por diferentes caminos y causan interferencia no
deseada con las ondas que viajan en la línea directa de r uta de la vista. Esto normalmente se conoce como desvanecimiento. Un raro peor caso o curre cuando las olas que viajan por diferentes caminos
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terminan completamente fuera de fase y cancelar uno al otro. Una forma de superar este problema es transmitir más potencia, o tener suficiente margen de enlace. En algunos casos, la reubicación o reposicionamiento de las antenas puede reducir impacto de multitrayecto.
La decoloración debida a multitrayecto puede dar como resultado una reducción de la señal de más de 30dB, y es muy recomendable que el margen de enlace adecuado sea teniendo en cuenta el presupuesto del enlace para superar esta pérdida al diseñar un sistema inalámbrico.
Tabla 2: Tasas de datos vs. SNR mínima
Señal a ruido (SNR) Las técnicas de modulación no solo determinan el ancho de banda del sistema y capacidad del canal, también determinan la confiabilidad del sistema. Siempre es un compensación entre las velocidades de datos y la distancia. Modulación más eficiente técnicas como 64-QAM requieren mayor SNR, pero menos eficientes técnicas como BPSK requieren menos SNR, y por lo tanto son más resistente al ruido del canal. A los efectos del análisis del presupuesto del enlace, el aspecto más importante de un la técnica de modulación dada es la relación de señal a ruido (SNR) necesario para que el receptor alcance un nivel específico de confiabilidad en términos de Tasa de Error de Bit (BER).
La Tabla 2 muestra la SNR mínima requerida para la modulación diferente y esquemas de codificación. Las encuestas en el sitio deben realizarse en todos ubicaciones de implementación para garantizar que se pueda lograr una SNR suficiente para cumplir con las tasas de datos deseados.
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La cantidad de potencia de RF adicional irradiada para superar este fenómeno también se conoce como margen de desvanecimiento. La cantidad exacta de margen de desvanecimiento requerido depende de la confiabilidad deseada del enlace, pero una buena regla of-thumb es mantener 20dB a 30dB de margen de fade en todo momento.
La Tabla 3 muestra el modelo de desvanecimiento Rayleigh, que resalta la relación entre la cantidad de margen de enlace disponible y el enlace disponibilidad como porcentaje de tiempo.
Distancia del Enlace vs. Tasas de Datos: La sensibilidad de la recepción de la radio es diferente para las diferentes velocidades de modulación y codificación. Tabla 4 siguiente muestra lo que la reciben la sensibilidad es para la radio TR-5plus24 y la distancia máxima estimada. Estos cálculos suponen un margen de enlace de 20dB, y eso suficiente SNR está disponible para los diferentes esquemas de modulación, según la Tabla 2. Los valores máximos de TCP y UDP del TR-5plus-24 se probaron utilizando 20MHz, y se encontraron alrededor de 22Mbps y 28Mbps, respectivamente.
Tasas de transferencia de datos 6 Mbps
9 Mbps
12 Mbps
18 Mbps
24 Mbps
36 Mbps
48 Mbps
54 Mbps
Sensibilidad del receptor (dBm)
-90
-88
-86
-84
-82
-78
-75
-72
Potencia mínima recibida (dBm)
-70
-68
-66
-64
-62
-58
-55
-52
FSPL máximo (dB)
141
139
137
135
133
129
126
123
Distancia máxima estimada (km)
46.14
36.65
29.11
23.12
18.37
11.59
8.20
5.81
