MANET ռադիոկապի բյուջե. շահույթ, կորուստ և մարում

Ա MANET ռադիոկապի կապը կարող է կենսունակ թվալ թղթի վրա, սակայն դառնալ անկայուն, երբ հանգույցները շարժվեն, խոչընդոտները փոխվեն կամ ազդանշանի պայմանները վատանան: Հիմնական հարցը ոչ միայն այն է, թե արդյոք ստացողը կարող է հայտնաբերել ազդանշանը, այլ այն, թե արդյոք բավականաչափ հզորություն է մնում ուղու կորստից, ապարատային կորուստներից և խամրումից հետո, որպեսզի հուսալիորեն ապահովի անհրաժեշտ աշխատանքային ռեժիմը:

Գործնական կապի բյուջեն այդ գլխամասը տեսանելի է դարձնում: Հաշվի առնելով հաղորդման հզորությունը, ալեհավաքի շահույթը, տարածման կորուստը, ընդունիչի զգայունությունը և մարման մարժաները, ինժեներները կարող են գնահատել, թե արդյոք յուրաքանչյուր հոպ ունի բավարար ճկունություն MANET-ի իրական պայմանների համար, և պարզել, թե կապի որ հատվածը բարելավման կարիք ունի նախքան տեղակայումը:

 

Սկսեք այն թվերից, որոնք իրականում փակում են հղումը

Հաղորդող հզորությունից մինչև ստացված հզորություն

Կապի բյուջեն ամենահեշտն է աուդիտի ենթարկել, երբ այն հետևում է ազդանշանին նույն հաջորդականությամբ, ինչ սարքաշարը: Սկսեք հաղորդիչի ելքային հզորությամբ dBm-ով, ավելացրեք փոխանցման ալեհավաքի հզորությունը dBi-ով և հանեք սնուցման գծի, միակցիչի կամ հաղորդիչի կողմից այլ կորուստներ: Տարածման կորուստը հանելուց հետո ավելացրեք ստացող ալեհավաքի շահույթը և հանեք ստացողի կողմից ապարատային կորուստները: Արդյունքը կանխատեսվում է ստացված հզորությունը, որը սովորաբար արտահայտված է dBm-ով:

EIRP-ը հարմար միջանկյալ ստուգում է: Այն ներկայացնում է հաղորդիչի հզորությունը հաղորդիչի կողմի կորուստներից և ալեհավաքի կիրառումից հետո՝ օգնելով ինժեներներին առանձնացնել այն, ինչ թողնում է ալեհավաքը տարածման ճանապարհով տեղի ունեցողից: Ստանդարտ ՌԴ բյուջեում ստացված հզորությունը կարող է արտահայտվել որպես հաղորդիչի հզորություն գումարած ալեհավաքի ավելացում՝ հանած հաղորդիչի, տարածման և ստացողի կորուստները:

Միավորները կարևոր են, քանի որ դրանք փոխարինելի չեն: dBm-ն արտահայտում է բացարձակ հզորության մակարդակ, մինչդեռ dBi-ն արտահայտում է ալեհավաքի շահույթը իզոտրոպ ռադիատորի նկատմամբ, իսկ dB-ն արտահայտում է շահույթի կամ կորստի հարաբերակցությունը: Երբ հզորությունը վերածվում է dBm-ի, կապի բյուջեն դառնում է գումարում-հանում վարժություն: Մալուխի, ալեհավաքի կողմնորոշման կամ մեկ այլ բաղադրիչի կորցրած 2 դԲ-ը հեռացնում է նույն 2 դԲ-ը ստացողի մոտ հասանելի լուսանցքից:

Օգտագործեք ստացողի զգայունությունը գործառնական ռեժիմի համար, որն իրականում ձեզ անհրաժեշտ է

Զգայունության նկատմամբ ստացված հզորության դրական ցուցանիշը ինքնաբերաբար չի նշանակում, որ հավելվածը կաշխատի այնպես, ինչպես նախատեսված է: Ընդունիչի զգայունությունը նվազագույն ստացված հզորությունն է, որը կապված է որոշակի պայմաններում հաջող աշխատանքի հետ, և կապի լուսանցքը սովորաբար հաշվարկվում է որպես ստացված հզորություն՝ հանած ընդունիչի զգայունությունը:.

Կարևոր դետալն այն է, թե զգայունության որ արժեքն է մտնում հաշվարկի մեջ: MANET ռադիոկայանը կարող է պահպանել կապը՝ օգտագործելով կայուն ցածր արագության մոդուլյացիան՝ այլևս չաջակցելով տեսանկարահանման, հեռաչափության կամ այլ տրաֆիկի համար պահանջվող թողունակությանը կամ թողունակությանը: Հետևաբար, համապատասխան շեմը ստացողի պահանջն է կապուղու թողունակության և գործառնական ռեժիմի համար, որն իրականում անհրաժեշտ է տեղակայմանը, այլ ոչ թե պարզաբանումների թերթիկում առկա առավել բարենպաստ թիվը:

 

Այնտեղ, որտեղ դԲ-ն անհետանում է իրական MANET ուղու վրա

FSPL-ը տալիս է բազային, ոչ թե վերջնական պատասխանը

Ազատ տարածության ուղու կորուստը ապահովում է տարածման ամենամաքուր մեկնարկային կետը.

FSPL (dB) = 32,44 + 20 log10 (հեռավորությունը կմ-ով) + 20 log10 (հաճախականությունը ՄՀց)

Հարաբերությունները անմիջապես բացահայտում են դիզայնի երկու օգտակար փաստ. Հեռավորության ավելացումը մեծացնում է կորուստը, իսկ հաճախականության ավելացումը նաև մեծացնում է ազատ տարածության կորուստը, երբ հեռավորությունը մնում է անփոփոխ: Մշտականը փոխվում է, երբ օգտագործվում են հեռավորության կամ հաճախականության տարբեր միավորներ, ուստի միավորները պետք է հետևողական մնան հաշվարկի ընթացքում:

FSPL-ը արժեքավոր է տեխնիկատնտեսական հիմնավորման ստուգումների համար, քանի որ այն մեկուսացնում է երկրաչափական տարածումը դաշտային տեղակայման ավելի խառն մասերից: Այնուամենայնիվ, դա չպետք է դիտարկվի որպես փաստացի ստացված ազդանշանի խոստում: Ազատ տարածության մոդելը ենթադրում է անխոչընդոտ տարածման միջավայր. այն հաշվի չի առնում տեղանքը, տրանսպորտային միջոցների մարմինները, բուսականությունը, բևեռացման սխալները, միջամտությունները կամ ալեհավաքի կողմնորոշման փոփոխությունը:

Ֆրենելի մաքրումը ևս մեկ պատճառ է, որ տեսանելի տեսադաշտը կարող է ապակողմնորոշիչ լինել: Օպերատորը կարող է տեսնել մյուս հանգույցը, մինչդեռ տեղանքը, կառուցվածքները կամ բուսականությունը դեռ ներխուժում են ՌԴ տարածման շրջան ուղիղ ճանապարհի շուրջ: Արդյունքը կարող է լինել դիֆրակցիա, արտացոլում և լրացուցիչ թուլացում, որը երբեք չի երևում հիմնական FSPL պատկերում:

Ավելացնել կորուստներ, որոնք շարժվում են ցանցի հետ

Որոշ կորուստներ համեմատաբար կայուն են։ Feedline-ի թուլացումը, միակցիչները, ադապտերները և ֆիքսված տեղադրման կորուստները սովորաբար կարող են գնահատվել մեկ անգամ և մուտքագրվել անմիջապես աղյուսակում: Մյուսները փոխվում են, երբ ցանցը շարժվում է: Խաչմերուկով պտտվող մեքենան կարող է փոխել ալեհավաքի կողմնորոշումը, անօդաչու թռչող սարքը կարող է փոխել իր ճառագայթման օրինաչափությունը մեկ այլ հանգույցի համեմատ, իսկ շարժվող խոչընդոտը կարող է հանկարծակի ստվերել նախկինում մաքուր ճանապարհը:

Multipath-ը արժանի է հատուկ ուշադրության, քանի որ նույն փոխանցման արտացոլված, ցրված և ցրված տարբերակները կարող են կառուցողական կամ կործանարար կերպով միավորվել ստացողի մոտ: Բազմուղիների խամրումը կարող է առաջացնել ազդանշանի ուժգնության զգալի տատանումներ, մինչդեռ երկարաժամկետ ուղու կորուստը և ստվերը փոխում են կապի որակը ավելի մեծ հեռավորությունների և ժամանակային մասշտաբների վրա: Միջամտությունը և տեղական աղմուկի մակարդակը ավելացնում են ևս մեկ հարթություն. ուժեղ RSSI-ն պարտադիր չէ, որ նշանակում է ուժեղ օգտագործելի կապ, եթե SNR-ը վատթարացել է:

MANET պլանավորման մեծ մասի համար այս էֆեկտները ավելի լավ են ներկայացված որպես տարածման իրատեսական նպաստներ, քան անտեսված, քանի որ դրանք դժվար է ճշգրիտ կանխատեսել: Մասնագիտացված կորուստները, ինչպիսիք են անձրևը կամ մթնոլորտային կլանումը, կարող են ավելացվել, երբ հաճախականությունը, հեռավորությունը և աշխատանքային միջավայրը դարձնում են դրանք համապատասխան: Հակառակ դեպքում, բյուջեն պետք է կենտրոնանա այն կորուստների վրա, որոնք, ամենայն հավանականությամբ, սպառում են նշանակալի մարժա նախատեսված տեղակայման ժամանակ:

 

Որքա՞ն մարման մարժան է անհրաժեշտ շարժվող MANET-ին:

Հղման լուսանցքը և մարժային լուսանցքը պատասխանում են տարբեր հարցերի

Հղման լուսանցքը ցույց է տալիս, թե որքանով է կանխատեսված ստացված ազդանշանը նստած ստացողի շեմից բարձր: Եթե ​​հաշվարկը կանխատեսում է ստացողի մոտ -80 դԲմ, իսկ աշխատանքային պահանջվող մակարդակը −100 դԲմ է, ապա անվանական մարժան է 20 դԲ: Այդ թիվը պատասխանում է, թե արդյոք պլանավորված կապը փակվում է թղթի վրա, բայց դա ձեզ չի ասում, թե որքան դեգրադացիա կունենա համակարգը շարժման ընթացքում:

Fade margin-ը ազդանշանի գլխամասի այն մասն է, որը հասանելի է ժամանակավոր վատթարացումը կլանելու համար, մինչև գործառնական պահանջվող շեմը հատելը: Գործնական առումով.

Fade Margin = Կանխատեսված ստացված մակարդակ - Պահանջվող գործառնական մակարդակ

Չկա մեկ մարժայի թիրախ, որը համապատասխանում է MANET ռադիոյի յուրաքանչյուր տեղակայմանը: Անխոչընդոտ երկրաչափությամբ և մատչելիության համեստ պահանջներով անշարժ կապը չի բախվում նույն փոփոխականության հետ, ինչ ռադիոկայանները, որոնք միացված են շարժվող մեքենաներին, ինքնաթիռներին, ռոբոտներին կամ անձնակազմին: Տեղանքը, գործառնական հաճախականությունը, միջամտությունը, ալեհավաքի օրինաչափությունները, խցանման հավանականությունը և մոդուլյացիան, որը պետք է պահպանվի, բոլորն ազդում են գլխի տարածքի օգտակարության վրա:

Հետևաբար, նախագծման նպատակը 'որևէ դրական մարժա' չէ: 2 դԲ ավելցուկը կարող է հաջող թվալ աղյուսակում, սակայն անհետանալ կողմնորոշման փոքր փոփոխությունից կամ կարճ ստվերային իրադարձությունից հետո: Ավելի լավ հարցն այն է, թե արդյոք մնացած մարժան արտացոլում է տատանումների խստությունը և հաճախականությունը, որին սպասվում է ցանցը:

Շարժունակությունը ազդանշանի մեկ կանխատեսված մակարդակը վերածում է տիրույթի

Ստատիկ բյուջեն արտադրում է մեկ կանխատեսված ստացված մակարդակ, քանի որ դրա մուտքերը ֆիքսված են: Շարժվող MANET-ը ստեղծում է մի շարք հնարավոր մակարդակներ, քանի որ այդ մուտքերից մի քանիսը արդյունավետորեն փոխվում են ժամանակի ընթացքում: Հեռավորությունը կարող է մեծանալ, ալեհավաքի հավասարեցումը կարող է դառնալ ավելի քիչ բարենպաստ, Ֆրենելի մաքրումը կարող է վատթարանալ, և խոչընդոտները կարող են առաջացնել ստվեր: Այնուհետև Multipath-ը կարող է ստեղծել ավելի փոքր մասշտաբի տատանումներ այդ փոփոխությունների վրա:

Միջին SNR-ը կարող է ծառայել որպես կապի որակի ավելի երկարաժամկետ չափիչ՝ օգտակար հաջորդ հոփ կապ ընտրելիս, մինչդեռ ալիքի կարճաժամկետ փոփոխությունները տեղի են ունենում ավելի արագ ժամանակացույցով: Ահա թե ինչու MANET ռադիոկապի բյուջեն չպետք է դիտարկվի միայն որպես միջակայքի հաշվարկ. հասանելի մարժան նաև ազդում է, թե որքան հետևողականորեն որոշակի հարևանը մնում է որպես օգտակար փոխանցման տարբերակ:

Հղումը, որը նախագծված է շատ մոտ իր շեմին, կարող է բազմիցս անցնել ավելի կայուն ռեժիմի, ենթարկվել վերահաղորդումների կամ անհետանալ առկա տոպոլոգիայից: Ավելի վերապահված գլխամասը ռադիոյին հնարավորություն է տալիս հանդուրժել այդ փոփոխությունները, նախքան ցանցի վարքագիծը պետք է փոխհատուցվի:

Թողունակությունը, մոդուլյացիան և MIMO-ն ազդում են օգտագործելի մարժայի վրա

Ընդունիչի աշխատանքը կապված է գործառնական կազմաձևի հետ: Ավելի նեղ ալիքի թողունակությունը կարող է նվազեցնել ինտեգրված ստացողի աղմուկը և կարող է թույլ տալ ավելի լավ զգայունություն, մինչդեռ ավելի բարձր կարգի մոդուլյացիան ավելի շատ տվյալներ է կրում, բայց ընդհանուր առմամբ պահանջում է ավելի լավ ազդանշանի որակ: Հարմարվողական մոդուլյացիան օգտագործում է այդ փոխզիջումը դինամիկ կերպով՝ շարժվելով դեպի ավելի ամուր սխեմաներ, երբ ալիքի որակը վատանում է, և դեպի ավելի մեծ հզորության սխեմաներ, երբ պայմանները թույլ են տալիս:

MIMO- ով միացված MANET ռադիոն կարող է բարելավել կապի վարքագիծը այնպիսի մեթոդների միջոցով, ինչպիսիք են ստացման բազմազանությունը, տարածության ժամանակի կոդավորումը, ճառագայթային ձևավորումը կամ տարածական մուլտիպլեքսավորումը: Այդ առավելությունները չպետք է վերածվեն ենթադրյալ ֆիքսված «MIMO շահույթի» և պատահաբար ավելացվեն բյուջե: Բազմազանության բարելավումը, ճառագայթների ձևավորման բարձրացումը և մուլտիպլեքսավորման հզորությունը տարբեր ազդեցություններ են. միայն փաստաթղթավորված կամ չափված կապի մակարդակի շահույթը իրական ալեհավաքի երկրաչափության և աշխատանքային ռեժիմի համար պետք է դիտարկվի որպես թվային բյուջեի մուտքագրում:

 

Գործարկեք MANET կապի բյուջեն իրական ռադիոյի պարամետրերով

Աշխատեք մեկ ցատկով՝ մուտքերից մինչև մնացած մարժան

Դիտարկենք պարզեցված 10 կմ MANET հոպ, որն աշխատում է 2,4 ԳՀց հաճախականությամբ: Ենթադրենք, օրինակի համար մեկ 2 Վտ հաղորդման ճյուղ, երկու ծայրերում հավասար 8 դԲ ալեհավաքներ, 1 դԲ ապարատային կորուստ յուրաքանչյուր կողմում և լրացուցիչ 8 դԲ թույլտվություն ոչ իդեալական տարածման համար: 2 Վտ RF ելքը համապատասխանում է մոտավորապես 33 դԲմ: Օրինակը միտումնավոր մեկ կապով հաշվարկ է, այլ ոչ թե երկու MIMO փոխանցման շղթաներ միավորելու փորձ մեկ կամայական հզորության ցուցանիշի մեջ:

Օգտագործելով FSPL հավասարումը.

FSPL = 32,44 + 20 log10 (10) + 20 log10 (2400) ≈ 120,0 դԲ

Ստացված մակարդակն այնուհետև դառնում է մոտավորապես.

33 + 8 − 1 − 120 − 8 + 8 − 1 = −81 դԲմ

Եթե ​​ընտրված աշխատանքային ռեժիմն օգտագործում է −103 դԲմ ընդունիչի շեմ, ապա անվանական մնացորդը մոտ 22 դԲ է : Արդյունքը չի կանխատեսում դաշտի ճշգրիտ կատարումը. այն ցույց է տալիս, թե ինչպես է բացահայտվում յուրաքանչյուր ինժեներական ենթադրություն և որքան արագ է փոխվում պատասխանը, երբ փոխվում է հեռավորությունը, ալեհավաքի շահույթը, կորստի չափը կամ ստացողի պահանջը:

Օգտագործեք MIMOmesh-ի բնութագրերը որպես մուտքագրում, այլ ոչ թե որպես գովազդային պնդումներ

WDS Թեթև օդային MANET ռադիոն ապահովում է −103 դԲմ ընդունման զգայունություն 5 ՄՀց թողունակությամբ: Հասանելի կոնֆիգուրացիաները ներառում են ալիքի թողունակությունը՝ 1,25, 2,5, 5, 10 և 20 ՄՀց, ընտրված տարբերակների դեպքում՝ 40 կամ 80 ՄՀց ընտրանքներով: Հարմարվողական TD-COFDM մոդուլյացիան տատանվում է BPSK-ից և QPSK-ից մինչև 16QAM, 64QAM, 256QAM և 1024QAM: Հաղորդման հզորության կառավարումը և ռադիոհաճախականության մի քանի ելքային կոնֆիգուրացիան ապահովում են լրացուցիչ ճկունություն, երբ ռադիոյի կարգավորումը համապատասխանեցնում է կապի պահանջին:

MIMO-ի շահագործման համար շարքն աջակցում է տարածության ժամանակի կոդավորմանը, բազմազանության ընդունմանը, ճառագայթների փոխանցման/ընդունմանը և տարածական մուլտիպլեքսավորմանը: Հաճախականության կոնֆիգուրացիաները ընդգրկում են բազմաթիվ VHF/UHF, L-շերտ, S-band և C-տիրույթներ, ներառյալ 2,3–2,5 ԳՀց տարբերակները, որոնք 2,4 ԳՀց-ը դարձնում են ողջամիտ պատկերավոր հաճախականություն վերը նշված օրինակի համար:

Այս արժեքները օգտակար մուտքեր են, բայց առավելագույն տիրույթը երբեք չպետք է փոխարինի հենց կապի բյուջեն: Շրջանակը կախված է ընտրված հաճախականությունից, իրական ռադիոհաճախականության հզորության կազմաձևից, ալեհավաքի ավելացումից և օրինաչափությունից, թողունակությունից, ընդունիչի շեմից, ուղու միջավայրից, միջամտությունից և շահագործման համար վերապահված մարման սահմաններից: Նույնիսկ հեռահար կապերի համար նախատեսված ռադիոն չի կարող վերացնել այդ փոփոխականները:

Նույն զգուշությունը վերաբերում է զգայունությանը: Այստեղ օգտագործվող −103 dBm արժեքը կապված է 5 ՄՀց թողունակության հետ; այն չպետք է ավտոմատ կերպով վերագրվի յուրաքանչյուր ալիքի կազմաձևմանը: Իրական MANET ռադիոկապի նախագծման ժամանակ օգտագործեք ընդունիչի պահանջը, որը համապատասխանում է տեղակայվող կազմաձևին և ստուգեք ռեժիմին հատուկ արժեքները նախքան բյուջեն վերջնական տեսքի բերելը:

 

Եզրակացություն

Հուսալի MANET ռադիոկապի բյուջեն կախված է ոչ միայն ստացողի զգայունությունից բարձր ազդանշանի ձեռքբերումից: Ինժեներները պետք է հաշվի առնեն ալեհավաքի շահույթը, ուղին և ապարատային կորուստները, գործառնական թողունակությունը, մոդուլյացիայի պահանջները և բավականաչափ խամրած մարժան՝ շարժման, խոչընդոտների, բազմուղիների և փոփոխվող միջամտության համար:

Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd.-ն առաջարկում է MIMOmesh ռադիո լուծումներ, որոնք կարող են աջակցել պլանավորման այս մոտեցմանը կարգավորելի ՌԴ պարամետրերով և ցանցային ցանցային հնարավորություններով: Այդ կարգավորումների համապատասխանեցումը կապի բյուջեի իրատեսական հաշվարկներին օգնում է թիմերին ստեղծել կապեր ավելի հուսալի ծածկույթով, օգտագործելի թողունակությամբ և ճկունությամբ՝ տեղակայման փոփոխվող պայմանների դեպքում:

 

ՀՏՀ

Հարց. Ի՞նչ է MANET ռադիոկապի բյուջեն:

A. MANET ռադիոկապի բյուջեն հաշվարկում է ստացված ազդանշանի ակնկալվող հզորությունը՝ համատեղելով փոխանցման հզորությունը, ալեհավաքի շահույթը, տարածման կորուստները, ապարատային կորուստները և ստացողի զգայունությունը յուրաքանչյուր անլար հոպի համար:

Հարց. Ինչպե՞ս եք հաշվարկում ստացված հզորությունը ռադիոկապի բյուջեում:

Ա․ ավելացրեք հաղորդիչի հզորությունը և ալեհավաքը, ապա հանեք մալուխը, միակցիչը, տարածումը և այլ համապատասխան կորուստները: Արդյունքը ստացողի ազդանշանի կանխատեսված մակարդակն է:

Հարց: Ի՞նչ է ռադիոհղման մարժան:

A: Fade margin-ը ազդանշանի միջակայքն է կանխատեսված ստացված մակարդակի և ընդունիչի պահանջվող շեմի միջև: Այն օգնում է տեղավորել մարման, խոչընդոտման, շարժունակության և ազդանշանի այլ ժամանակավոր դեգրադացման:

Հարց. Ինչպե՞ս է ալեհավաքի ստացումն ազդում ռադիոկապի տիրույթի վրա:

Պատ.՝ ալեհավաքի ավելի բարձր շահույթը կարող է բարելավել ստացված ազդանշանի ուժը և կապի լուսանցքը՝ կենտրոնացնելով ՌԴ էներգիան, թեև ալեհավաքի ուղղությունը, կողմնորոշումը և ծածկույթի պահանջվող օրինաչափությունը նույնպես պետք է հաշվի առնվեն:

Հարց: Ինչու՞ է ստացողի զգայունությունը կարևոր հղում-բյուջեի հաշվարկներում:

A: Ընդունիչի զգայունությունը սահմանում է ազդանշանի նվազագույն մակարդակը, որն անհրաժեշտ է որոշակի աշխատանքային ռեժիմի համար: Զգայունության ճիշտ արժեքի օգտագործումն օգնում է որոշել, թե արդյոք կապը կարող է պահպանել պահանջվող կատարումը:

Հ. Ինչու՞ կարող է MANET կապի բյուջեն փոխվել, երբ հանգույցները շարժվում են:

A. Շարժունակությունը փոխում է հեռավորությունը, ալեհավաքի կողմնորոշումը, տեսադաշտի պայմանները, ստվերը և բազմապատիկը: Այս տատանումները կարող են նվազեցնել հասանելի մարժան նույնիսկ այն դեպքում, երբ սկզբնական ստատիկ հաշվարկը կանխատեսում է կենսունակ կապ: