MANET радио байланысының бюджеті: табыс, шығын және әлсіреу маржасы

А MANET Radio сілтемесі қағазда өміршең болып көрінуі мүмкін, бірақ түйіндер қозғалғанда, кедергілер өзгергенде немесе сигнал жағдайлары нашарлағанда тұрақсыз болады. Негізгі сұрақ қабылдағыш сигналды анықтай ала ма, жоқ па, бірақ жол жоғалғаннан, аппараттық құралдар жоғалғаннан кейін және қажетті жұмыс режимін сенімді түрде қолдау үшін сөнгеннен кейін жеткілікті қуат қалады ма.

Практикалық сілтеме бюджеті бұл бос орынды көрінеді. Тасымалдау қуатын, антеннаның ұлғаюын, таралу жоғалуын, қабылдағыш сезімталдығын және өшетін маржаны есепке ала отырып, инженерлер әрбір секірудің нақты MANET жағдайлары үшін жеткілікті төзімділігі бар-жоғын бағалай алады және орналастыру алдында сілтеменің қай бөлігін жақсарту қажет екенін анықтай алады.

 

Сілтемені шынымен жабатын сандардан бастаңыз

Берілетін қуаттан алынған қуатқа дейін

Сілтеме бюджеті сигналды аппараттық құрал жасайтын ретпен орындаған кезде тексеру оңайырақ. Таратқыштың шығыс қуатын дБм-мен бастаңыз, жіберу антеннасының күшейтуін дБи-де қосыңыз және кез келген беру желісін, қосқышты немесе таратқыш жағынан басқа шығындарды алып тастаңыз. Таралу жоғалуын шегергеннен кейін қабылдау антеннасының өсуін қосыңыз және қабылдағыш жағындағы аппараттық шығынды шегеріңіз. Нәтиже әдетте дБм-де көрсетілген болжамды қабылданған қуат болып табылады.

EIRP - ыңғайлы аралық тексеру. Ол жіберу жағындағы жоғалтулар мен антеннаның өсуі қолданылғаннан кейін таратқыштың қуатын білдіреді, бұл инженерлерге антеннаны таралу жолында не болатынынан ажыратуға көмектеседі. Стандартты радиожиілік бюджетте қабылданған қуатты таратқыштың қуаты плюс антеннаның минус таратқышты, таралуды және қабылдағыш шығындарын көбейту ретінде көрсетуге болады.

Бірліктер маңызды, өйткені олар бір-бірін алмастырмайды. дБм абсолютті қуат деңгейін білдіреді, ал дБи изотропты радиаторға қатысты антеннаның күшеюін және дБ күшейту немесе жоғалту қатынасын білдіреді. Қуат дБм-ге түрлендіруден кейін сілтеме бюджеті қосу және алу жаттығуларына айналады. Кабельдегі, антеннаның бағдарындағы немесе басқа құрамдастағы жоғалған 2 дБ ресивердегі қол жетімді жиектен бірдей 2 дБ жояды.

Қажетті жұмыс режимі үшін ресивер сезімталдығын пайдаланыңыз

Сезімталдыққа қатысты оң қабылданатын қуат көрсеткіші қолданбаның жоспарланғандай орындалатынын автоматты түрде білдірмейді. Қабылдағыштың сезімталдығы белгіленген шарттарда сәтті жұмыс істеуге байланысты ең аз алынған қуат болып табылады және байланыс маржасы әдетте ретінде есептеледі. қабылданған қуат минус қабылдағыш сезімталдығы .

Маңызды деталь - қандай сезімталдық мәні есептеуге кіретіні. MANET радиосы бейне, телеметрия немесе басқа трафик талап ететін өткізу қабілеттілігін немесе өткізу қабілетін бұдан былай қолдамай, сенімді төмен жылдамдықты модуляция арқылы қосылымды қамтамасыз ете алады. Демек, сәйкес шек спецификация парағында қолжетімді ең қолайлы сан емес, орналастыруға нақты қажет болатын арна өткізу қабілеті мен жұмыс режиміне арналған қабылдағыш талабы болып табылады.

 

Нақты MANET жолында дБ жоғалатын жерде

FSPL түпкілікті жауапты емес, негізгі мәнді береді

Бос кеңістік жолының жоғалуы таралу үшін ең таза бастапқы нүктені қамтамасыз етеді:

FSPL (дБ) = 32,44 + 20 log₁₀(км-дегі қашықтық) + 20 log₁₀(МГц жиілігі)

Қарым-қатынас бірден екі пайдалы дизайн фактісін ашады. Қашықтықтың ұлғаюы жоғалтуды арттырады, ал жиіліктің жоғарылауы қашықтық өзгеріссіз қалғанда бос кеңістіктің жоғалуын арттырады. Әртүрлі қашықтық немесе жиілік бірліктерін пайдаланған кезде тұрақты өзгереді, сондықтан бірліктер бүкіл есептеу кезінде тұрақты болуы керек.

FSPL техникалық-экономикалық тексерулер үшін құнды, себебі ол геометриялық таралуды өрісті орналастырудың күрделі бөліктерінен оқшаулайды. Дегенмен, оны нақты қабылданған сигналдың уәдесі ретінде қарастыруға болмайды. Бос кеңістік моделі кедергісіз таралу ортасын болжайды; ол жер бедерін, көлік корпустарын, өсімдіктерді, поляризация қателерін, кедергілерді немесе антенна бағдарының өзгеруін есепке алмайды.

Френельді тазарту - көрінетін көру сызығының жаңылыстыруының тағы бір себебі. Тікелей жолдың айналасындағы РЖ таралу аймағына рельеф, құрылымдар немесе өсімдіктер әлі еніп жатқанда оператор басқа түйінді көре алады. Нәтиже негізгі FSPL суретінде ешқашан көрінбейтін дифракция, шағылысу және қосымша әлсіреу болуы мүмкін.

Желімен бірге қозғалатын жоғалтуларды қосыңыз

Кейбір жоғалтулар салыстырмалы түрде тұрақты. Беру желісінің әлсіреуі, қосқыштар, адаптерлер және бекітілген орнату шығындары әдетте бір рет бағаланып, тікелей электрондық кестеге енгізілуі мүмкін. Басқалары желі қозғалған сайын өзгереді. Қиылыстан өтіп бара жатқан көлік антеннаның бағдарын өзгертуі мүмкін, UAV банкингі басқа түйінге қатысты өзінің сәулелену үлгісін өзгерте алады және қозғалатын кедергі бұрын таза болған жолды кенеттен көлеңкелей алады.

Multipath ерекше назар аударуды қажет етеді, өйткені бір берілістің шағылысқан, дифракцияланған және шашыраңқы нұсқалары қабылдағышта конструктивті немесе деструктивті түрде үйлесуі мүмкін. Көп жолды өшіру сигнал күшінің айтарлықтай ауытқуын тудыруы мүмкін, ал ұзақ мерзімді жолды жоғалту және көлеңкелеу үлкенірек қашықтықтар мен уақыт шкалаларында байланыс сапасын өзгертеді. Кедергі және жергілікті шу деңгейі басқа өлшемді қосады: күшті RSSI SNR нашарлаған болса, күшті пайдалануға болатын сілтемені білдірмейді.

Көптеген MANET жоспарлауы үшін бұл әсерлер еленбегеннен гөрі нақты таралу жеңілдіктері ретінде жақсырақ ұсынылған, өйткені оларды дәл болжау қиын. Жаңбыр немесе атмосфералық сіңіру сияқты мамандандырылған жоғалтулар жиілік, қашықтық және жұмыс ортасы оларды маңызды еткенде қосылуы мүмкін. Әйтпесе, бюджет жоспарланған орналастыруда маңызды маржаны тұтынуы ықтимал шығындарға шоғырлануы керек.

 

Қозғалыстағы MANET-ке қанша өшетін маржа қажет?

Сілтеме маржасы және өшіру маржасы әртүрлі сұрақтарға жауап береді

Сілтеме маржасы болжанған қабылданған сигнал қабылдағыш шегінен қаншалықты жоғары тұрғанын көрсетеді. Егер есептеу қабылдағышта −80 дБм болжаса және қажетті жұмыс деңгейі −100 дБм болса, номиналды маржа 20 дБ болады. Бұл сан жоспарланған сілтеменің қағазда жабылатынына жауап береді, бірақ ол қозғалыс кезінде жүйенің қаншалықты деградацияға ұшырайтынын айтпайды.

Өшіру шегі - қажетті жұмыс шегінен өткенге дейін уақытша нашарлауды жұту үшін қол жетімді сигналдың жоғарғы бөлігінің бөлігі. Практикалық тұрғыдан:

Өңдеу маржасы = Болжалды алынған деңгей – Міндетті жұмыс деңгейі

Әрбір MANET радиосын орналастыруға сәйкес келетін жалғыз өшетін мақсат жоқ. Кедергісіз геометриясы және қарапайым қолжетімділік талаптары бар стационарлық байланыс қозғалыстағы көліктерге, ұшақтарға, роботтарға немесе қызметкерлерге бекітілген радиолар сияқты өзгермелілікке тап болмайды. Жер бедері, жұмыс жиілігі, кедергілер, антенна үлгілері, кедергілердің ықтималдығы және сақталуы тиіс модуляцияның барлығы бос орын қаншалықты пайдалы екеніне әсер етеді.

Сондықтан дизайн мақсаты 'кез келген оң маржа' емес. 2 дБ артық көрсеткіш электрондық кестеде сәтті көрінуі мүмкін, бірақ бағдардың шамалы өзгеруінен немесе қысқаша көлеңкелеу оқиғасынан кейін жоғалып кетуі мүмкін. Ең дұрысы, қалған маржа желі күтілетін өзгерістердің ауырлығы мен жиілігін көрсете ме деген сұрақ.

Ұтқырлық бір болжамды сигнал деңгейін диапазонға айналдырады

Статикалық бюджет бір болжанған алынған деңгейді шығарады, себебі оның кірістері бекітілген. Қозғалатын MANET мүмкін деңгейлердің ауқымын шығарады, себебі бұл кірістердің бірнешеуі уақыт өте тиімді өзгереді. Қашықтық ұлғаюы мүмкін, антеннаның туралануы қолайсыз болуы мүмкін, Френель клиренсі нашарлауы мүмкін және кедергілер көлеңкеленуі мүмкін. Multipath содан кейін сол өзгерістердің үстіне кішірек ауқымды ауытқулар жасай алады.

Орташа SNR пайдалы келесі қосылымды таңдау кезінде ұзақ мерзімді сілтеме сапасының өлшемі ретінде қызмет ете алады, ал қысқа мерзімді арна өзгерістері жылдамырақ уақыт шкаласында орын алады. Міне, сондықтан MANET Radio сілтеме бюджетін тек ауқымды есептеу ретінде қарастыруға болмайды: қол жетімді маржа белгілі бір көршінің пайдалы бағыттау опциясы қаншалықты тұрақты болып қала беретініне де әсер етеді.

Өзінің табалдырығына өте жақын жобаланған сілтеме бірнеше рет сенімдірек режимге ауысуы, қайта жіберуден зардап шегуі немесе қолжетімді топологиядан жоғалуы мүмкін. Көбірек резервтелген орын радио бөлмесіне желі әрекетін өтеуден бұрын сол өзгерістерге шыдауға мүмкіндік береді.

Өткізу қабілеттілігі, модуляция және MIMO қолданылатын маржаға әсер етеді

Қабылдағыш өнімділігі операциялық конфигурацияға байланысты. Арнаның тар өткізу қабілеті қабылдағыштың кіріктірілген шуылын азайтады және жақсырақ сезімталдыққа мүмкіндік береді, ал жоғары ретті модуляция көбірек деректерді тасымалдайды, бірақ әдетте сигналдың жақсырақ сапасын талап етеді. Бейімделетін модуляция арна сапасы нашарлағанда сенімдірек схемаларға, ал шарттар рұқсат етілгенде сыйымдылығы жоғары схемаларға қарай жылжи отырып, бұл айырбастауды динамикалық түрде пайдаланады.

MIMO қолдайтын MANET радиосы алу алуандығы, кеңістік-уақыт кодтауы, сәулені қалыптастыру немесе кеңістіктік мультиплекстеу сияқты әдістер арқылы байланыс әрекетін жақсарта алады. Бұл жеңілдіктер болжамды бекітілген 'MIMO кірісіне' айналдырылмауы және бюджетке кездейсоқ қосылмауы керек. Әртүрлілікті жақсарту, сәулеленуді күшейту және мультиплекстеу қабілеті әртүрлі әсерлер; тек қана нақты антенна геометриясы мен жұмыс режимі үшін құжатталған немесе өлшенген сілтеме деңгейінің өсуі сандық бюджет кірісі ретінде қарастырылуы керек.

 

Нақты радио параметрлері бар MANET сілтеме бюджетін іске қосыңыз

Кірістерден қалған маржаға дейін бір секіру арқылы жұмыс жасаңыз

2,4 ГГц жиілікте жұмыс істейтін жеңілдетілген 10 км MANET септігін қарастырайық. Мысал үшін бір 2 Вт тарату тармағын, екі жағындағы 8 дБ антенналарды, әр жағында 1 дБ аппараттық жоғалтуды және идеалды емес таралу үшін қосымша 8 дБ рұқсатты делік. 2 Вт РЖ шығысы шамамен 33 дБм сәйкес келеді. Мысал екі MIMO тарату тізбегін бір ерікті қуат фигурасына біріктіру әрекетінен гөрі әдейі бір буынды есептеу болып табылады.

FSPL теңдеуін қолдану:

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

Алынған деңгей шамамен келесіге айналады:

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

Таңдалған жұмыс режимі қабылдағыштың −103 дБм шегін пайдаланса, номиналды қалған маржа шамамен 22 дБ болады . Нәтиже өрістің нақты өнімділігін болжамайды; ол әрбір инженерлік болжамның қалай ашылатынын және қашықтық, антеннаның өсуі, жоғалту мөлшері немесе қабылдағыш талабы өзгерген кезде жауаптың қаншалықты жылдам өзгеретінін көрсетеді.

MIMOmesh сипаттамаларын жарнамалық шағымдар ретінде емес, кіріс ретінде пайдаланыңыз

WDS жеңіл ауадағы MANET радиосы 5 МГц өткізу жолағында -103 дБм қабылдау сезімталдығын қолдайды. Қолжетімді конфигурациялар таңдалған нұсқаларда 40 немесе 80 МГц опциялары бар 1,25, 2,5, 5, 10 және 20 МГц арна өткізу қабілетін қамтиды. Бейімделетін TD-COFDM модуляциясы BPSK және QPSK бастап 16QAM, 64QAM, 256QAM және 1024QAM аралығында болады. Тасымалдау қуатын басқару және бірнеше РЖ шығыс конфигурациялары радио орнатуды сілтеме талабына сәйкестендіру кезінде қосымша икемділікті қамтамасыз етеді.

MIMO жұмысы үшін серия кеңістік-уақыт кодтауын, алудың әртүрлілігін, сәулені беру/қабылдау және кеңістіктік мультиплекстеуді қолдайды. Жиілік конфигурациялары бірнеше VHF/UHF, L-диапазон, S-диапазон және C-диапазон диапазондарын қамтиды, соның ішінде 2,3–2,5 ГГц опциялары жоғарыдағы мысал үшін 2,4 ГГц орынды иллюстрациялық жиілікке айналдырады.

Бұл мәндер пайдалы кірістер болып табылады, бірақ максималды ауқым ешқашан сілтеме бюджетінің өзін алмастырмауы керек. Ауқым таңдалған жиілікке, нақты РЖ қуат конфигурациясына, антеннаның күшеюіне және үлгісіне, өткізу қабілеттілігіне, қабылдағыш табалдырығына, жол ортасына, кедергіге және жұмыс үшін сақталған өшіру шегіне байланысты. Тіпті қалааралық байланыстар үшін жасалған радио бұл айнымалыларды жоғалта алмайды.

Дәл осындай сақтық сезімталдыққа да қатысты. Мұнда қолданылатын −103 дБм мәні 5 МГц өткізу қабілеттілігімен байланысты; ол әрбір арна конфигурациясына автоматты түрде тағайындалмауы керек. Нақты MANET Radio сілтемесін құрастырған кезде, орналастырылатын конфигурацияға сәйкес қабылдағыш талабын пайдаланыңыз және бюджетті аяқтамас бұрын режимге тән мәндерді тексеріңіз.

 

Қорытынды

MANET радиосының сенімді байланыс бюджеті қабылдағыштың сезімталдығынан жоғары сигналға жетуге ғана байланысты. Инженерлер антеннаның өсуін, жолды және аппараттық құралдарды жоғалтуды, жұмыс өткізу қабілеттілігін, модуляция талаптарын және қозғалысты, кедергіні, көп жолды және өзгеретін кедергілерді өңдеу үшін жеткілікті өшпеу шегін есепке алуы керек.

Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. конфигурацияланатын RF параметрлері және торлы желі мүмкіндіктерімен осы жоспарлау тәсілін қолдайтын MIMOmesh радио шешімдерін ұсынады. Бұл параметрлерді нақты сілтеме-бюджеттік есептеулерге сәйкестендіру командаларға неғұрлым сенімді қамту, пайдалануға болатын өткізу қабілеті және өзгеретін орналастыру шарттарына төзімділікпен сілтемелер құруға көмектеседі.

 

Жиі қойылатын сұрақтар

С: MANET Radio сілтеме бюджеті дегеніміз не?

A: MANET радиосы байланысының бюджеті әрбір сымсыз секіру үшін жіберу қуатын, антеннаның өсуін, таралу жоғалтуларын, аппараттық құралдардың жоғалуларын және қабылдағыш сезімталдығын біріктіру арқылы күтілетін қабылданған сигнал қуатын есептейді.

С: Радиобайланыс бюджетінде алынған қуатты қалай есептейсіз?

A: Таратқыштың қуаты мен антеннаның артуын қосыңыз, содан кейін кабельді, қосқышты, таралуды және басқа сәйкес шығындарды алып тастаңыз. Нәтиже – қабылдағыштағы болжамды сигнал деңгейі.

С: Радиобайланыстағы өшпеу шегі дегеніміз не?

A: Өшіру шегі - болжанған қабылданған деңгей мен қабылдағыштың талап етілетін шегі арасындағы сигнал деңгейі. Ол әлсіреу, кедергі, қозғалғыштық және басқа да уақытша сигнал нашарлауын реттеуге көмектеседі.

С: Антеннаның күшеюі радиобайланыс ауқымына қалай әсер етеді?

Ж: Антеннаның жоғарылауы радиожиілік энергиясын шоғырландыру арқылы қабылданған сигнал күшін және байланыс шегін жақсарта алады, дегенмен антеннаның бағыты, бағдары және қажетті қамту үлгісін де ескеру қажет.

С: Неліктен байланыс-бюджеттік есептеулерде ресивердің сезімталдығы маңызды?

A: Қабылдағыштың сезімталдығы көрсетілген жұмыс режимі үшін қажетті минималды сигнал деңгейін анықтайды. Дұрыс сезімталдық мәнін пайдалану сілтеменің қажетті өнімділікті сақтай алатынын анықтауға көмектеседі.

С: Неліктен MANET сілтеме бюджеті түйіндер қозғалған кезде өзгеруі мүмкін?

A: Ұтқырлық қашықтықты, антеннаның бағдарын, көру сызығының шарттарын, көлеңкелеуді және көп жолды өзгертеді. Бұл вариациялар бастапқы статикалық есептеу өміршең қосылымды болжаған кезде де қолжетімді маржаны азайтуы мүмкін.