Rozpočet rádiového spojení: podrobnosti a vzorec
Rozpočet rádiového spojení je souhrn úrovní výkonu vysílače, systémových ztrát a zisků.
Výukový program šíření rádiových vln Zahrnuje:
Základy šíření rádiového signálu Útlum rádiového signálu Šíření volným prostorem a útlum Rozpočet spojení Odraz rádiových vln Lom rádiových vln Difrakce rádiových vln Vícecestné šíření Vícecestný únik Rayleighův únik Atmosféra a rádiové šíření
Při návrhu kompletního, tj. bod - bod radiokomunikačního systému, je nutné vypočítat to, co se nazývá rozpočet rádiového spojení.
Rozpočet linky je souhrnem dlouhého přenášeného výkonu se všemi zisky a ztrátami v systému, což umožňuje vypočítat sílu přijímaného signálu.
Pomocí těchto znalostí je možné určit, zda jsou úrovně výkonu a zesílení dostatečné, příliš vysoké nebo příliš nízké, a poté provést nápravná opatření, aby bylo zajištěno, že systém bude fungovat uspokojivě.
Tím je zajištěno, že jakmile je systém nainstalován a je připraven k provozu, bude k dispozici dostatečný signál pro jeho správnou funkci nebo zda je signál zbytečně solný a je možné podniknout kroky k úspoře nákladů.
Větší než požadované antény, vysoké úrovně výkonu vysílače a podobně mohou značně zvýšit náklady, takže je nutné je vyvážit, aby se minimalizovaly náklady na systém při zachování výkonu.
Link budetgy se používají v mnoha aplikacích od satelitních spojení po systémy mobilních telefonů, vysokofrekvenční rádiová spojení a mnoho dalších.
V rámci bezdrátových průzkumných nástrojů se také používají výpočty stylu linkového rozpočtu. Tyto bezdrátové nástroje pro průzkum nebudou zkoumat pouze způsob šíření rádiových signálů, ale také úrovně výkonu, antény a úrovně citlivosti přijímače potřebné k zajištění požadované kvality spojení.
Rozpočet rádiového spojení – základy
Jak název napovídá, rozpočet rádiového spojení je souhrn všech zisků a ztrát v přenosovém systému. Rozpočet rádiového spojení sčítá vysílaný výkon spolu se zisky a ztrátami, aby se určila síla signálu přicházející na vstup přijímače. Rozpočet odkazu může zahrnovat následující položky:
Tam, kde se ztráty mohou měnit s časem, např. zeslabování, a na to je třeba počítat v rámci rozpočtu spoje - často se může vzít v úvahu nejhorší případ nebo alternativně přijetí období zvýšené bitové chybovosti (u digitálních signálů) nebo zhoršeného signálu poměr šumu pro analogové systémy.
V podstatě bude mít odkazový rozpočet formu rovnice níže:
Základní výpočet pro určení rozpočtu na odkaz je poměrně jednoduchý. Jde především o započítání všech různých ztrát a zisků mezi vysílačem a přijímačem.
Jakmile je vypočítán rozpočet linky, je možné porovnat vypočítanou přijatou úroveň s parametry pro přijímač, aby se zjistilo, zda bude možné splnit celkové požadavky na výkon systému, jako je odstup signálu od šumu, bitová chybovost atd.
Vzorec rozpočtu rádiového spojení
Aby bylo možné navrhnout vzorec pro rozpočet rádiového spojení, je nutné prozkoumat všechny oblasti, kde se mohou vyskytnout zisky a ztráty mezi vysílačem a přijímačem. I když lze učinit pokyny a návrhy týkající se možných oblastí ztrát a zisků, každý odkaz musí být analyzován podle jeho vlastních předností.
Typická rovnice rozpočtu spojení pro radiokomunikační systém může vypadat takto:
Kde:
P RX = přijímaný výkon (dBm)
P TX = výstupní výkon vysílače (dBm)
G TX = zisk antény vysílače (dBi)
G RX = zisk antény přijímače (dBi)
L TX = vysílací napáječ a související ztráty (napáječ, konektory, atd.) (dB)
L FS = útlum volného prostoru nebo ztráta cesty (dB)
L P = různé ztráty šířením signálu (patří mezi ně marže slábnutí, polarizační nesoulad, ztráty spojené s médiem, kterým signál prochází, jiné ztráty...) (dB)
L RX = napáječ přijímače a související ztráty (napáječ, konektory atd.) (d)B
Poznámka: kvůli přehlednosti jsou ztráty v rovnici rozpočtu spoje uvedeny se záporným znaménkem, např. LTX nebo LFS atd. Při zadávání čísel do vzorce rozpočtu rádiového spoje by měla být hodnota zadána jako modul ztráty. Tímto způsobem budou odečteny a nebudou přidány k obrázku.
Zisk antény a rozpočet rádiového spojení
Základní rovnice rozpočtu spoje, kde nejsou zahrnuty žádné úrovně zisku antény, předpokládá, že výkon se šíří rovnoměrně do všech směrů od zdroje, tj. z izotropního zdroje, antény, která vyzařuje rovnoměrně do všech směrů.
Tento předpoklad je dobrý pro mnoho teoretických výpočtů, ale ve skutečnosti všechny antény vyzařují v některých směrech více než v jiných. Kromě toho je často nutné použít antény se ziskem, aby bylo možné omezit rušení z jiných směrů na přijímači a na vysílači pro zaměření dostupného výkonu vysílače v požadovaném směru.
S ohledem na to je nutné zahrnout tyto zisky do rovnice rozpočtu spoje, jak tomu bylo ve výše uvedené rovnici, protože ovlivní úrovně signálu – zvýší je o úrovně zisku antény, za předpokladu, že zisk je ve směru požadovaný odkaz.
Při uvádění úrovní zisku pro antény je nutné zajistit, aby se jednalo o zisky ve srovnání s izotropním zdrojem, tj. základním typem antény předpokládaným v rovnici, pokud nejsou zahrnuty žádné úrovně zisku. Hodnoty zisku vzhledem k izotropnímu zdroji jsou uváděny jako dBi, tj. dB vzhledem k izotropnímu zdroji. Úrovně zisku udávané pro anténu mohou být často ziskem vzhledem k dipólu, kde hodnoty mohou být uváděny jako dBd, tj. dB vzhledem k dipólu. Dipól má však zisk ve vztahu k izotropnímu zdroji, takže je třeba zohlednit zisk dipólu 2,1 dBi, pokud jsou pro zisk antény uváděny hodnoty vztahující se k dipólu.
Výpočty rozpočtu spojení jsou základním krokem při návrhu radiokomunikačního systému. Výpočet rozpočtu spoje umožňuje vidět ztráty a zisky a návrh rozpočtu spoje umožňuje rozdělování ztrát, zisků a úrovní výkonu, pokud je třeba provést změny, aby radiokomunikační systém splnil své provozní požadavky. To je možné pouze provedením analýzy rozpočtu odkazů.