Основы беспроводных сетей

На предварительном этапе организации беспроводных соединений рекомендуется выполнить расчёт бюджета (энергетического запаса) канала связи, отражающий энергетику радиосигнала при распространении от передатчика к приёмнику. Данная операция позволит оценить потенциальные параметры канала связи и подобрать необходимое оборудование и его конфигурацию. При распространении сигнала в условиях прямой видимости принято выделять семь участков, на которых происходит изменение энергии сигнала, данные участки представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема энергетического преобразования радиосигнала при распространении
 

При расчёте бюджета канала связи используются следующие параметры:

Для пояснения энергетических преобразований рассмотрим пример расчёта бюджета канала связи:

• Пусть передатчик формирует сигнал мощностью 20 дБ и передаёт его в кабель, связывающий передатчик и антенну;
• При распространении сигнала в кабеле, часть его энергии преобразуется в тепло, т.е. в антенну поступает ослабленный сигнал. Пусть потери сигнала в кабеле составляют 2 дБ;
• Примем длину и характеристики кабеля на приёмной и передающей сторонах равными;
• Далее, как было описано в уроке "Принципы распространения радиосигнала", часть энергии сигнала теряется при распространении в свободном пространстве. В расчёте примем расстояние между приёмной и передающей антеннами равным 4,74 км, а центральную частоту - 5 ГГц;
• Приёмная антенна преобразует энергию радиосигнала в ток, который поступает по кабелю в приёмник. В качестве приёмной и передающей используются одинаковые антенны с коэффициентом усиления 16 дБ;
• Важным параметром любого приёмника является чувствительность, характеризующая возможность приёма слабых сигналов. Т.е. если мощность принятого сигнала ниже границы чувствительности, то сигнал не будет распознан. Примем чувствительность приёмника равной -82 дБ.

Рассчитаем потери в мощности сигнала при распространении в свободном пространстве:

Мощность сигнала на входе приёмника равна:
 

Энергетический запас канала связи (fade margin):

Таким образом, мощность сигнала на входе приёмника превосходит чувствительность на 10 дБ. При построении беспроводных каналов связи следует закладывать энергетический запас, обусловленный качеством юстировки, параметрами радиосреды и т.д.