MANET радио холбоосын төсөв: Олз, алдагдал, бууралтын маржин

А MANET радио холбоос нь цаасан дээр амьдрах боломжтой мэт харагдах боловч тогтворгүй болно. Зангилаанууд хөдөлж, саад тотгор өөрчлөгдөх, дохионы нөхцөл муудах үед Гол асуулт бол хүлээн авагч дохиог таньж чадах эсэхээс гадна зам алдагдсан, техник хангамжийн алдагдал, бүдгэрсний дараа шаардлагатай үйлдлийн горимыг найдвартай дэмжих хангалттай хүч хэвээр байгаа эсэх юм.

Практик холбоосын төсөв нь энэ зайг харагдахуйц болгодог. Дамжуулах хүч, антенны олз, тархалтын алдагдал, хүлээн авагчийн мэдрэмж, бүдгэрэлтийн хязгаарыг тооцоолсноор инженерүүд нь хоп тус бүр нь бодит MANET нөхцөлд хангалттай тэсвэртэй эсэхийг тооцоолж, холболтын аль хэсгийг байрлуулахаас өмнө сайжруулах шаардлагатайг тодорхойлж чадна.

 

Холбоосыг хаадаг тооноос эхэл

Дамжуулах хүчнээс хүлээн авсан хүч хүртэл

Холбоосын төсөв нь дохиог техник хангамжтай ижил дарааллаар дагаж мөрдөхөд аудит хийхэд хамгийн хялбар байдаг. Дамжуулагчийн гаралтын хүчийг dBm-ээр эхлүүлж, dBi-д дамжуулагч антенны олзыг нэмж, дамжуулах шугам, холбогч болон бусад дамжуулагч талын алдагдлыг хасна. Тархалтын алдагдлыг хассаны дараа хүлээн авах антенны ашгийг нэмж, хүлээн авагч талын техник хангамжийн алдагдлыг хасна. Үр дүн нь ихэвчлэн дБм-ээр илэрхийлэгддэг хүлээн авсан хүчийг таамаглаж байна.

EIRP бол тохиромжтой завсрын шалгалт юм. Энэ нь дамжуулах талын алдагдал болон антенны ашиг тусыг хэрэглэсний дараа дамжуулагчийн хүчийг төлөөлдөг бөгөөд инженерүүдэд антенныг тархалтын замд юу үлдээхээс салгахад тусалдаг. Стандарт RF-ийн төсөвт хүлээн авсан хүчийг дамжуулагчийн хүч дээр нэмэх нь антенны ашиг, дамжуулагч, тархалт, хүлээн авагчийн алдагдлыг хассан хэлбэрээр илэрхийлж болно.

Нэгж нь солигддоггүй учраас чухал юм. dBm нь үнэмлэхүй чадлын түвшинг илэрхийлдэг бол dBi нь изотроп радиатортай харьцуулахад антенны ашиг, dB нь ашиг, алдагдлын харьцааг илэрхийлдэг. Эрчим хүчийг дБм болгон хувиргасны дараа холбоосын төсөв нь нэмэх, хасах дасгал болж хувирдаг. Кабель, антенны чиг баримжаа эсвэл өөр бүрэлдэхүүн хэсэг дэх 2 дБ алдагдсан нь хүлээн авагч дээр байгаа 2 дБ-ийн ижил зайг арилгадаг.

Хүлээн авагчийн мэдрэмтгий чанарыг өөрт хэрэгтэй үйлдлийн горимд ашиглаарай

Мэдрэмжтэй харьцуулахад хүлээн авсан чадлын эерэг үзүүлэлт нь програм нь зориулалтын дагуу ажиллана гэсэн үг биш юм. Хүлээн авагчийн мэдрэмж нь тодорхой нөхцөлд амжилттай ажиллахтай холбоотой хүлээн авсан хамгийн бага хүч бөгөөд холбоосын хязгаарыг тооцдог. хүлээн авагчийн мэдрэмжийг хассан хүлээн авсан хүчийг .

Хамгийн чухал зүйл бол мэдрэмжийн утга нь тооцоололд орох явдал юм. MANET радио нь видео, телеметр эсвэл бусад урсгалд шаардагдах зурвасын өргөн эсвэл дамжуулах чадварыг цаашид дэмжихээ больж, бага хурдтай модуляц ашиглан холболтыг хадгалж чадна. Тиймээс холбогдох босго нь техникийн үзүүлэлтийн хуудсан дээр байгаа хамгийн таатай тоо биш харин суурилуулалтад үнэхээр шаардлагатай байгаа сувгийн зурвасын өргөн, үйлдлийн горимд тавигдах хүлээн авагчийн шаардлага юм.

 

Бодит МАНЕТ замд дБ алга болох газар

FSPL нь эцсийн хариулт биш харин үндсэн мэдээллийг өгдөг

Чөлөөт зайны замын алдагдал нь тархалтын хамгийн цэвэр эхлэлийн цэг болдог:

FSPL (дБ) = 32.44 + 20 log₁₀(км дэх зай) + 20 log₁₀(МГц-ийн давтамж)

Харилцаа нь хоёр ашигтай дизайны баримтыг нэн даруй илрүүлдэг. Зай нэмэгдэх нь алдагдлыг нэмэгдүүлж, давтамж нэмэгдэх тусам зай өөрчлөгдөхгүй байх үед чөлөөт зайны алдагдлыг нэмэгдүүлнэ. Өөр өөр зай эсвэл давтамжийн нэгжийг ашиглах үед тогтмол нь өөрчлөгддөг тул тооцооллын туршид нэгжүүд тогтмол байх ёстой.

FSPL нь талбайн ашиглалтын замбараагүй хэсгүүдээс геометрийн тархалтыг тусгаарладаг тул техник эдийн засгийн үндэслэлийг шалгахад үнэ цэнэтэй юм. Гэсэн хэдий ч үүнийг бодит хүлээн авсан дохионы амлалт гэж үзэж болохгүй. Чөлөөт орон зайн загвар нь саадгүй тархалтын орчинтой гэж үздэг; Энэ нь газар нутаг, тээврийн хэрэгслийн их бие, ургамалжилт, туйлшралын алдаа, хөндлөнгийн оролцоо, антенны чиглэлийн өөрчлөлт зэргийг тооцдоггүй.

Фреснелийн цэвэрлэгээ нь харагдахуйц харааны шугам нь төөрөгдүүлэх бас нэг шалтгаан юм. Шууд замын эргэн тойронд RF-ийн тархалтын бүсэд газар нутаг, бүтэц, ургамалжилт нэвтэрч байх үед оператор нөгөө зангилааг харах боломжтой байж болно. Үр дүн нь үндсэн FSPL зурагт хэзээ ч харагдахгүй дифракц, тусгал, нэмэлт сулрал байж болно.

Сүлжээтэй хамт хөдөлж буй алдагдлыг нэмнэ үү

Зарим алдагдал харьцангуй тогтвортой байна. Тэжээлийн шугамын сулрал, холбогч, адаптер, тогтмол суурилуулалтын алдагдлыг ихэвчлэн нэг удаа тооцоолж, хүснэгтэд шууд оруулж болно. Бусад нь сүлжээг хөдөлгөхөд өөрчлөгддөг. Уулзвараар эргэж буй тээврийн хэрэгсэл нь антенны чиглэлийг өөрчлөх, UAV банк нь өөр зангилаатай харьцуулахад цацрагийн хэв маягийг өөрчлөх, хөдөлж буй саад нь өмнө нь цэвэрхэн замыг гэнэт сүүдэрлэж болно.

Нэг дамжуулалтын тусгал, дифракц, тархай бутархай хувилбарууд нь хүлээн авагч дээр эерэг эсвэл эвдэрсэн байдлаар нэгдэж чаддаг тул олон замд онцгой анхаарал хандуулах хэрэгтэй. Олон замт бүдгэрэх нь дохионы хүч чадлын мэдэгдэхүйц хэлбэлзлийг үүсгэж болох ба урт хугацааны зам алдагдуулах, сүүдэрлэх нь хол зай, цаг хугацааны хувьд холбоосын чанарыг өөрчилдөг. Хөндлөнгийн оролцоо болон орон нутгийн дуу чимээний түвшин нь өөр нэг хэмжигдэхүүнийг нэмдэг: SNR муудсан тохиолдолд хүчтэй RSSI нь ашиглах боломжтой хүчтэй холбоос гэсэн үг биш юм.

Ихэнх MANET төлөвлөлтийн хувьд эдгээр үр нөлөөг урьдчилан таамаглахад хэцүү тул үл тоомсорлохоос илүү бодитой тархалтын тэтгэмж хэлбэрээр илүү сайн илэрхийлэгддэг. Давтамж, зай, үйл ажиллагааны орчин зэрэг нь тэдгээрийг хамааралтай болгох үед бороо, агаар мандлын шингээлт зэрэг тусгай алдагдлыг нэмж болно. Үгүй бол төсөв нь төлөвлөсөн ашиглалтад ихээхэн хэмжээний ашиг авчрах хамгийн их алдагдалд анхаарлаа төвлөрүүлэх ёстой.

 

Хөдөлгөөнт МАНЕТ-д хэр зэрэг бүдгэрч байх шаардлагатай вэ?

Холболтын ирмэг ба бүдгэрч буй зай нь өөр өөр асуултуудад хариулдаг

Холбоосын хязгаар нь урьдчилан таамагласан хүлээн авсан дохио хүлээн авагчийн босгоос хэр хол байгааг хэлж өгнө. Хэрэв тооцоолол нь хүлээн авагч дээр −80 дБм-ийг урьдчилан таамаглаж байгаа бөгөөд шаардлагатай ажлын түвшин −100 дБм байвал нэрлэсэн маржин нь 20 дБ байна. Энэ тоо нь төлөвлөсөн холбоосыг цаасан дээр хаах эсэхийг хариулах боловч хөдөлгөөний явцад систем хэр зэрэг доройтохыг хэлж чадахгүй.

Бүдгэрэх хязгаар нь шаардлагатай үйл ажиллагааны босгыг давахаас өмнө түр зуурын эвдрэлийг шингээх боломжтой дохионы зайны хэсэг юм. Практикийн хувьд:

Fade Margin = Урьдчилан таамагласан хүлээн авсан түвшин - Шаардлагатай үйл ажиллагааны түвшин

MANET радиогийн байршуулалт бүрт тохирох ганц бүдгэрүүлэх зорилт байдаггүй. Хөдөлгөөнгүй геометр, энгийн боломжийн шаардлага бүхий суурин холбоос нь хөдөлж буй тээврийн хэрэгсэл, нисэх онгоц, робот эсвэл ажилтнуудад холбогдсон радиотой адил өөрчлөлттэй тулгардаггүй. Газар нутаг, үйл ажиллагааны давтамж, хөндлөнгийн оролцоо, антенны загвар, саад тотгорын магадлал, засвар үйлчилгээ хийх ёстой модуляци зэрэг нь өндөр зай хэр ашигтай байх вэ гэдэгт нөлөөлдөг.

Тиймээс дизайны зорилго нь 'ямар ч эерэг маржин' биш юм. 2 дБ-ийн илүүдэл нь хүснэгтэд амжилттай харагдах боловч бага зэрэг чиг баримжаа өөрчлөх эсвэл богино сүүдэрлэх үйл явдлын дараа алга болно. Үлдсэн маржин нь сүлжээнд учирч болзошгүй өөрчлөлтүүдийн давтамж, давтамжийг тусгасан эсэх нь илүү сайн асуулт юм.

Хөдөлгөөн нь урьдчилан таамагласан дохионы түвшинг муж болгон хувиргадаг

Статик төсөв нь орц нь тогтмол байдаг тул урьдчилан таамагласан хүлээн авсан нэг түвшинг бий болгодог. Хөдөлгөөнтэй MANET нь олон тооны боломжит түвшнийг бий болгодог, учир нь эдгээр оролтын хэд хэдэн нь цаг хугацааны явцад үр дүнтэй өөрчлөгддөг. Зай нэмэгдэж, антенны тохируулга тааруухан болж, Фреснелийн цэвэрлэгээ муудаж, саад тотгор нь сүүдэрлэж болзошгүй. Multipath нь эдгээр өөрчлөлтүүд дээр жижиг хэмжээний хэлбэлзлийг үүсгэж болно.

Дундаж SNR нь ашигтай дараагийн холболтыг сонгохдоо урт хугацааны холбоосын чанарын хэмжүүр болж чаддаг бол богино хугацааны сувгийн өөрчлөлтүүд илүү хурдан хугацаанд тохиолддог. Ийм учраас MANET радио холбоосын төсвийг зөвхөн хүрээний тооцоо гэж үзэх ёсгүй: боломжит маржин нь тухайн хөрш хэр тууштай ашигтай дамжуулалтын сонголт хэвээр үлдэхэд нөлөөлдөг.

Босгодоо маш ойрхон зохион бүтээсэн холбоос нь илүү бат бөх горимд дахин дахин шилжиж, дахин дамжуулалтанд орох эсвэл боломжтой топологиос алга болж болзошгүй. Сүлжээний үйл ажиллагаа нөхөхөөс өмнө радио өрөөнд эдгээр өөрчлөлтийг тэсвэрлэх боломжийг олгодог.

Дамжуулах зурвасын өргөн, модуляц, MIMO нь ашиглах боломжтой маржинд нөлөөлдөг

Хүлээн авагчийн гүйцэтгэл нь үйлдлийн тохиргоотой холбоотой байдаг. Нарийхан сувгийн зурвасын өргөн нь нэгдсэн хүлээн авагчийн дуу чимээг бууруулж, илүү сайн мэдрэмжтэй байх боломжийг олгодог бол өндөр эрэмбийн модуляц нь илүү их өгөгдөл дамжуулах боловч ерөнхийдөө илүү сайн дохионы чанарыг шаарддаг. Дасан зохицох модуляц нь энэ солилцоог динамик байдлаар ашигладаг бөгөөд сувгийн чанар муудах үед илүү бат бөх схемүүд рүү, нөхцөл байдал зөвшөөрвөл илүү өндөр хүчин чадалтай схемүүд рүү шилждэг.

MIMO -г идэвхжүүлсэн MANET радио нь хүлээн авах олон талт байдал, орон зай-цаг хугацааны кодчилол, цацраг үүсгэх эсвэл орон зайн олон талт байдал зэрэг аргуудаар дамжуулан холбоосын үйл ажиллагааг сайжруулж чадна. Эдгээр тэтгэмжийг тогтмол 'MIMO ашиг' болгон хувиргаж, төсөвт санамсаргүй байдлаар нэмж болохгүй. Төрөл бүрийн байдлыг сайжруулах, beamforming олз, олон талт хүчин чадал нь өөр өөр нөлөө; Зөвхөн бодит антенны геометр ба ажиллах горимын баримтжуулсан эсвэл хэмжсэн холбоосын түвшний өсөлтийг төсвийн тоон орц гэж үзэх ёстой.

 

Бодит радио параметр бүхий MANET холбоосын төсвийг ажиллуул

Оролтын хэсгээс үлдсэн захын зай хүртэл нэг үер дамжин ажилла

2.4 GHz давтамжтай ажилладаг хялбаршуулсан 10 км MANET хопыг авч үзье. Жишээ нь 2 Вт дамжуулах нэг салбарыг хоёр төгсгөлд нь 8 дБ антентай, хоёр талдаа 1 дБ техник хангамжийн алдагдалтай, оновчтой бус тархалтын нэмэлт 8 дБ нэмэлттэй тэнцүү гэж үзье. 2 Вт RF гаралт нь ойролцоогоор 33 дБм-тэй тохирч байна. Жишээ нь хоёр MIMO дамжуулах гинжийг нэг дурын цахилгаан дүрс болгон нэгтгэх оролдлого биш харин санаатайгаар нэг холбоосын тооцоо юм.

FSPL тэгшитгэлийг ашиглан:

FSPL = 32.44 + 20 log₁₀(10) + 20 log₁₀(2400) ≈ 120.0 дБ

Дараа нь хүлээн авсан түвшин ойролцоогоор болно:

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

Хэрэв сонгосон горимд хүлээн авагчийн −103 дБм босго ашигладаг бол нэрлэсэн үлдэгдэл маржин 22 дБ орчим байна . Үр дүн нь яг талбайн гүйцэтгэлийг урьдчилан таамаглахгүй; Энэ нь инженерийн таамаглал бүр хэрхэн ил гарч, зай, антенны өсөлт, алдагдлын хэмжээ эсвэл хүлээн авагчийн шаардлага өөрчлөгдөхөд хариулт хэр хурдан өөрчлөгдөж байгааг харуулдаг.

MIMOmesh-ийн үзүүлэлтүүдийг зар сурталчилгааны мэдүүлэг болгон ашиглахгүй

WDS Агаарын хөнгөн жинтэй MANET радио нь 5 МГц зурвасын өргөнтэй -103 дБм хүлээн авах мэдрэмжийг дэмждэг. Боломжтой тохиргоонд 1.25, 2.5, 5, 10, 20 МГц сувгийн зурвасын өргөн, сонгосон хувилбарууд дээр 40 эсвэл 80 МГц-ийн сонголтууд багтана. Дасан зохицох TD-COFDM модуляц нь BPSK болон QPSK-аас 16QAM, 64QAM, 256QAM, болон 1024QAM хооронд хэлбэлздэг. Дамжуулах чадлын удирдлага болон олон тооны RF гаралтын тохиргоо нь радио тохиргоог холбоосын шаардлагад нийцүүлэхэд нэмэлт уян хатан байдлыг хангадаг.

MIMO үйлдлийн хувьд цуврал нь орон зай-цаг хугацааны кодчилол, хүлээн авах олон талт байдал, дамжуулах/хүлээн авах цацраг, орон зайн мультиплексийг дэмждэг. Давтамжийн тохиргоо нь VHF/UHF, L-band, S-band, C-band зэрэг олон мужийг хамардаг ба 2.3-2.5 GHz сонголтууд нь 2.4 GHz-ийг дээрх жишээнд боломжийн жишээ болгож өгдөг.

Эдгээр утгууд нь ашигтай оролтууд боловч дээд хязгаар нь холбоосын төсвийг хэзээ ч орлуулах ёсгүй. Хүрээ нь сонгосон давтамж, бодит RF-ийн чадлын тохиргоо, антенны олз ба загвар, зурвасын өргөн, хүлээн авагчийн босго, замын орчин, хөндлөнгийн оролцоо, ажиллахад зориулагдсан бүдгэрэлтийн хязгаараас хамаарна. Холын зайн холболтод зориулагдсан радио ч гэсэн эдгээр хувьсагчдыг алга болгож чадахгүй.

Мэдрэмтгий байдалд ижил болгоомжтой хандах хэрэгтэй. Энд ашигласан −103 дБм утга нь 5 МГц зурвасын өргөнтэй холбоотой; Энэ нь сувгийн тохиргоо бүрт автоматаар хуваарилагдах ёсгүй. Бодит MANET радио холбоосыг зохион бүтээхдээ байршуулж буй тохиргоонд тохирох хүлээн авагчийн шаардлагыг ашиглаж, төсвөө эцэслэхээс өмнө горимд хамаарах утгыг шалгана уу.

 

Дүгнэлт

Найдвартай MANET радио холболтын төсөв нь хүлээн авагчийн мэдрэмжээс дээш дохиог хүрэхээс илүү их зүйлээс хамаарна. Инженерүүд антенны олз, зам ба техник хангамжийн алдагдал, ажиллах зурвасын өргөн, модуляцийн шаардлага, хөдөлгөөн, саад, олон зам, хөндлөнгийн өөрчлөлтийг зохицуулахад хангалттай бүдгэрэлтийн маржин зэргийг тооцоолох хэрэгтэй.

Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd нь тохируулж болох RF-ийн параметрүүд болон торон сүлжээний чадавхитай энэхүү төлөвлөлтийн аргыг дэмжих MIMOmesh радио шийдлүүдийг санал болгодог. Эдгээр тохиргоог холбоос-төсвийн бодит тооцоололд тааруулах нь багууд илүү найдвартай хамрах хүрээ, ашиглах боломжтой дамжуулах чадвар, өөрчлөгдөж буй байршуулалтын нөхцлүүдэд тэсвэртэй холбоосыг бий болгоход тусалдаг.

 

Түгээмэл асуултууд

А: MANET Radio холбоосын төсөв гэж юу вэ?

Х: MANET радио холбоосын төсөв нь утасгүй холболт тус бүрээр дамжуулах хүч, антенны олз, тархалтын алдагдал, техник хангамжийн алдагдал, хүлээн авагчийн мэдрэмжийг нэгтгэн хүлээгдэж буй хүлээн авсан дохионы хүчийг тооцдог.

А: Радио холболтын төсөвт хүлээн авсан хүчийг хэрхэн тооцоолох вэ?

Х: Дамжуулагчийн хүч болон антенны ашиг нэмээд кабель, холбогч, тархалт болон бусад холбогдох алдагдлыг хасна. Үр дүн нь хүлээн авагч дээрх урьдчилан таамагласан дохионы түвшин юм.

Асуулт: Радио холбоос дахь бүдгэрч буй маржин гэж юу вэ?

Х: Бүдгэрэх хязгаар нь урьдчилан таамагласан хүлээн авах түвшин болон хүлээн авагчийн шаардлагатай босго хоорондын дохионы өндөр зай юм. Энэ нь бүдгэрч, түгжрэл, хөдөлгөөнт байдал болон бусад түр зуурын дохионы доройтлыг арилгахад тусалдаг.

Асуулт: Антенны өсөлт нь радио холболтын хүрээнд хэрхэн нөлөөлдөг вэ?

Хариулт: Антенны илүү их ашиг нь RF-ийн энергийг төвлөрүүлснээр хүлээн авсан дохионы хүч болон холболтын хязгаарыг сайжруулж болох ч антенны чиглэл, чиг баримжаа, шаардлагатай хамрах хүрээг мөн харгалзан үзэх шаардлагатай.

Асуулт: Холбоосын төсвийн тооцоололд хүлээн авагчийн мэдрэмж яагаад чухал байдаг вэ?

Х: Хүлээн авагчийн мэдрэмж нь тодорхой үйлдлийн горимд шаардагдах хамгийн бага дохионы түвшинг тодорхойлдог. Мэдрэмжийн зөв утгыг ашиглах нь холбоос нь шаардлагатай гүйцэтгэлийг хангаж чадах эсэхийг тодорхойлоход тусална.

Асуулт: Зангилаа шилжих үед MANET холбоосын төсөв яагаад өөрчлөгдөж болох вэ?

Х: Хөдөлгөөн нь зай, антенны чиг баримжаа, харааны шугамын нөхцөл, сүүдэрлэх, олон зам зэргийг өөрчилдөг. Анхны статик тооцоолол нь боломжит холболтыг урьдчилан таамаглаж байсан ч эдгээр өөрчлөлтүүд нь боломжтой маржийг бууруулж чадна.