Основы беспроводных сетей

09

Возможные проблемы

В предыдущих разделах были затронуты некоторые из проблем, которые могут наблюдаться в беспроводных системах связи. Так, например, подробно рассмотрены эффекты, проявляющиеся на приёмной стороне при многолучевом распространении (см. урок "Принципы распространения радиосигнала"). В данном разделе список возможных проблем при организации беспроводных каналов связи будет расширен.

Сдвиг поляризации

При отражении сигнала в процессе распространения, может измениться его поляризация и не совпадать с ориентацией приёмной антенны. Так, на рисунке 1 изображён беспроводной канал связи, работающий по схеме MIMO: в процессе распространения сигналы каждой из поляризаций отражаются от зданий, причём поляризация отражённого сигнала изменяется. На приёмной стороне проявляется два эффекта: поскольку отражённые сигналы в приёмнике представляют из себя сигналы одинаковой поляризации, то они интерферируют; поскольку ориентация антенн приёмника не совпадает с поляризацией принимаемого сигнала, то RSSI будет ниже расчётных значений.

Рисунок 1 - Сдвиг поляризации в процессе распространения сигнала

Межканальные помехи

Важным показателем качества беспроводного канала является полученное значение SNR и очевидно, что с увеличением мощности передатчика, возрастёт значение SNR на приёмной стороне. Однако, данное решение имеет ряд недостатков:  мощность передатчика регламентируется законодательством государства, работа передатчика на повышенной мощности снижает срок его службы, с увеличением мощности передатчика возрастёт уровень внеполосного излучения. Уровень внеполосного излучения определяется спектральной маской передающего устройства (см. урок "Основные характеристики радиоволн") и увеличение мощности излучения будет сказываться на работе систем в смежных каналах:

Рисунок 2 - Межканальная помеха: а - до увеличения мощности сигнала смежного канала, б - после увеличения мощности сигнала смежного канала

На рисунке 2(а) представлены спектры двух смежных по частоте каналов связи. Оранжевым цветом отмечено внеполосное излучение смежного канала, являющееся помехой для принимаемого сигнала. Очевидно, что с увеличением мощности сигнала в смежном канале, уровень помехи возрастёт - рисунок 2(б).

Проблема скрытого узла

При использовании метода множественного доступа CSMA/CA (см. урок "Методы множественного доступа") проявляется проблема скрытого узла. На рисунке 3 изображена схема беспроводной сети, работающей по CSMA/CA, в которой есть один сектор с круговой диаграммой направленности и два абонента. В соответствии с алгоритмом работы, перед передачей станции прослушивают эфир и, в случае, если он свободен, начинают передачу данных. Так, абонент 1, после предварительного прослушивания эфира, начинает передачу. Абонент 2 удалён на такое расстояние от абонента 1, что чувствительность его приёмника не позволяет принимать сигналы другого абонента. В этом случае, абонент 2, прослушав эфир и не обнаружив сигнала абонента 1, начинает передачу. Сектор получит одновременно сигналы двух абонентских устройств, что вызовет коллизию.

Рисунок 3 - Проблема скрытого узла

Проблема "плохих" станций

В беспроводных системах связи с большим числом абонентов невозможно достичь положения, при котором показатели качества всех клиентских устройств будут одинаковы: уровни сигналов, отношение сигнал/шум и число переповторов будет отличаться. Эти параметры будут определять уровень модуляции для каждого из абонентов, что косвенно влияет на производительность всей беспроводной системы связи.

Пусть к сектору подключено три абонента, причём один из них, "плохой" абонент, подключен в условиях высокого уровня шумов, поэтому абонент работает на низкой модуляции и с высоким процентом переповторов. На рисунке 4 изображена временная диаграмма взаимодействия абонентов с сектором: абоненты 1 и 2 используют высокие степени модуляции, поэтому успевают передать данные достаточно быстро и занимают малую часть общего времени работы сектора, тогда как третьему абоненту требуется больше времени на передачу своих данных, что снижает общую производительность системы.



Рисунок 4 - Проблема "плохого" абонента в поллинговой системе
Назад Дальше