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如何使用简单的链路预算分析?

文章来源:本站人气:1990发表时间:2017-07-08

        在家庭、楼宇和工业应用市场,短距离无线尤其是Sub-GHz(低于1 GHz)频带的无线应用日益普及。这意味着系统设计人员需要了解所涉及的方法、估算、成本和权衡。除了距离估算公式,最好还要了解与sub-GHz相关的无线信道 和传播环境.
      
        在从简单的点对点连接到更大的网状网络等任何低数据速率系统中,Sub-GHz无线传输模块都可以实现高成本效益,其中长距离、可靠的射频链路和延长的电池寿命是其显著优势。更高其合规的输出功率、降低的能量吸收、较少的频谱 污染和窄带运行都能提高传输距离。而改进的信号传播、优秀的电路设计以及更低的内存使用均可以减少电量消耗,从而延长电池寿命。一般来说,sub-GHz信道属于免许可证ISM(工业、科学和医疗)频带的一部分。sub-GHz节点通常针对低成本系统,与高级无线系统相比,每个节点可减少成本约30%~40%,同时它们的协议栈所需要的存储空间也更少。许多协议都占用这一个频带,例如基于IEEE 802.15.4标准的ZigBee(目前在868和900 MHz频带提供2.4 GHz和sub-GHz版本的唯一协议)、自动化协议、无绳电话、无线Modbus、遥控 门禁(RKE)、轮胎压力监测系统和大量专有协议(包括 MiWi)。然而,在sub-GHz ISM频带运行会导致与使用同一频谱的其它协议之间的射频干扰,包括来自移动电话、授权 无绳电话等的威胁。


链路预算
        链路预算是对从发射器(TX)通过介质(自由空间) 到接收器(RX)的整个无线通信系统中所有增益和损耗的核算。链路预算考虑的是决定到达接收器信号强度的各个参数。为了进行链路预算的分析和估算,还必须测定包括天线增益水 平、射频发射功率水平和接收器灵敏度数据等在内的因素。
 
        同时还应考虑天线类型和尺寸以及其它包括要求的距离、可用的带宽、数据速率、协议、干扰和互操作性在内的次要因素。虽然接收器灵敏度不在链路预算的考虑范围之内,但是还需要阈值来决定接收信号能力。
  
        简单链路预算公式为:接收功率(dBm)等于发射功率(dBm)与增益(dB)和损耗(dB)差之和。借助链路预 算评估,就有可能在预期成本范围内设计出一个即满足要求 又实现功能性的系统。某些损耗可能会随着时间而变化。例如,数字系统的误码率(BER)会随时间增加;而模拟系统的信噪比(SNR)会随时间降低。


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