信号的有效传输距离可以基于边缘场强计算得出2025年4月2日

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  信号的有效传输距离可以基于边缘场强计算得出2025年4月2日汇集笼罩计划涉及到策划汇集笼罩限制和限制内信号强度,于是先先容无线汇集笼罩限制的观点,引出量度笼罩限制的目标:笼罩半径和笼罩隔绝。

  AP通过天线发射无线信号,正在天线界限发生无线汇集笼罩,信号传的越远,信号强度就变的越弱。经常把天线周边信号强度大于网规目标值的区域称为无线所示。汇集笼罩限制边沿的场强称为边沿场强。如凡是笼罩区信号强度目标值为-65dBm,网规计划时边沿场强就要大于等于-65dBm。

  全向天线利用笼罩半径来量度笼罩限制。如图2所示,以吸顶安置的全向天线AP为例,AP安置高度通过工勘探量得知,信号的有用传输隔绝可能基于边沿场强盘算推算得出,盘算推算办法可能参考笼罩盘算推算。当高度和有用传输隔绝确定后,即可盘算推算出笼罩半径,进而可能得知汇集信号有用笼罩限制。

  定向天线利用笼罩隔绝来量度笼罩限制.如图3所示,以室外抱杆安置的定向天线AP为例,天线到笼罩限制边沿的有用传输隔绝可能通过公式盘算推算得出,天线高度通过工勘探量得知。

  从上面可能看出,无论是笼罩半径依旧笼罩隔绝,都需求先盘算推算出有用传输隔绝后才华得出,而射频发射功率和信号强度是盘算推算有用传输隔绝的输入要求。下文将延续先容功率和信号强度的观点。

  正在无线汇集中,利用AP筑立和天线来实行有线和无线所示,有线汇集侧的数据从AP筑立的有线接口进入AP后,经AP解决为射频信号,从AP的发送端(TX)始末线缆发送到天线GHz频率)的大局将其发射出去。高频电磁波通过一段隔绝的传输后,抵达无线终端身分,由无线终端的回收天线回收,再输送到无线终端的回收端(RX)解决。反之,从无线终端的发送端(TX)发出去的数据,也是服从上述的流程,逆向解决一遍,输送给AP的回收端(RX)。

  如图5,正在发送和回收天线之间的信号即是无线信号。信号强度正在无线信号传输流程中会慢慢衰减。正在通晓信号强度时,一并先容常睹的几个相合联的根本观点:射频发射功率、EIRP、RSSI、下行信号强度、上行信号强度。

  ④显示旅途损耗和阻挠物衰减,是发送和回收天线之间的信号能量损耗水平,单元是dB。

  RSSI:回收信号强度指示RSSI(Received Signal Strength Indicator),指示无线汇集笼罩内某处身分的信号强度,是EIRP始末一段传输旅途损耗和阻挠物衰减后的值。网规遭遇的信号强度弱题目即是指RSSI弱,没有到达目标恳求值,导致无线终端回收到很弱的信号乃至回收不到信号。

  下行信号强度:是指无线终端回收到AP的信号强度,下行信号功率 = ① - ② + ③ - ④ + ⑤ - ⑥。

  上行信号强度:是指AP回收到无线终端的信号强度,上行信号功率 = ⑦ - ⑥+ ⑤ - ④ +③ - ②。

  回收信号强度 = 射频发射功率 + 发射端天线增益 – 旅途损耗 – 阻挠物衰减 + 回收端天线增益

  当除旅途损耗外的其他参数确定后,就可能确定旅途损耗,再凭据有用传输隔绝和旅途损耗的联系,盘算推算出有用传输隔绝。的确请参考笼罩盘算推算。

  平时中经常利用功率来量度一个电器做功的疾慢,如一个10W的电灯胆,10W功率即是电灯胆花消能量做功的疾慢。正在天线收发体系里,同样也需求花消电能来转换为电磁波的能量举行传输。然而电磁波的能量衰减万分疾,比如一个100mW的能量源,传输一段隔绝后很疾就能衰减成1mW、0.1mW、0.01mW乃至更小。对付这种呈几何数目级的衰减,利用功率来量度会给计数带来未便,是以援用新的观点:dB和dBm。

  dBm即分贝毫瓦,是功率值与1mW的比值,显示功率绝对值的单元。m显示mW,dBm可能与功率单元mW彼此转换,盘算推算公式为:dBm = 10lg(功率值 / 1mW)。

  从上面可能看出,从10000mW到0.0001mW,假使用dBm显示,只需求40dBm到-40dBm就可能外达,dBm方法更适合正在这种场景下利用。于是经常利用dBm动作射频发射、回收功率和射频噪声的单元。

  dBi和dBd都是显示功率增益的单元,两者都是相对值,然而它们的参考基准分歧。

  从上文的盘算推算公式可能看出,除了发射功率和天线增益对信号强度有加强的用意外,旅途损耗和阻挠物衰减会削弱信号强度,这些属于信号衰减领域。此外境遇中的滋扰和噪声也会削弱信号强度,属于信号滋扰的领域。汇集笼罩计划时应尽量节减不需要的信号衰减和滋扰,提拔信号强度,增长信号有用传输隔绝。

  无线信号正在传输流程中信号强度会慢慢衰减。因为回收端只可回收识别必然阈值以上信号强度的无线信号,当信号衰减过大后,回收端将无法识别无线信号。下面先容影响信号衰减的几个合键常睹身分。

  阻挠物是无线汇集境遇中最常睹,对信号衰减影响万分明显的一个首要身分。平时境遇中的百般墙壁、玻璃、门对信号都有分歧水平的衰减,特别是金属阻挠物,很有恐怕完整阻隔、反射掉无线信号的传扬。是以正在网规的流程中,尽量避免种种阻挠物遮挡AP。

  电磁波正在氛围中传扬时,随传输隔绝的增长,信号强度会渐渐衰减,直至没落。正在传输旅途上的衰减即为旅途损耗。人们无法更改氛围的衰减值,也无法避开氛围传扬无线信号,然而可能通过诸如合理加强天线端的发射功率、节减阻挠物遮挡等方法来延伸电磁波的传输隔绝。电磁波能传输的越远,无线信号就能笼罩更大的空间限制。

  对付电磁波来说,波长越短,衰减越紧张。无线GHz的电磁波发射信号,因为所利用的电磁波频率很高,波长很短,衰减会较量鲜明,于是经常传输隔绝不会很远。

  此外,除了以上几个身分以外,如天线、数据传输速度、调制计划等也会影响到信号的衰减。

  除了信号衰减会影响回收端对无线信号的识别外,滋扰和噪声也会正在必然水平上发生影响。经常利用信噪比或信干噪比来量度滋扰和噪声对无线信号的影响。信噪比和信干噪比是襟怀通讯体系通讯质料牢靠性的合键本事目标,比值越大越好。

  噪声是指始末筑立后发生的原信号中并不存正在的无法例的格外信号,这种信号与境遇相合,不随原信号的转折而转折。

  勾结前文的观点和汇集笼罩计划中有用传输隔绝盘算推算公式,可能判袂盘算推算出2.4G和5G频段的射频笼罩限制。通过盘算推算结果会发掘单个AP的笼罩限制有限,经常需求安插众个AP才华告终完好的汇集笼罩。众个AP的组网中,相邻AP间经常会存正在同频滋扰题目,需求通过策划无线信号职业的频段和信道来节减同频滋扰题目。此外通过信道系缚可能普及无线终端的汇集速度。

  如图7所示,2.4G频段被分为14个交叠的、错列的20MHz信道,信道编码从1到14,相近的信道之间存正在必然的重叠限制。

  如图10所示,5G频段资源更充分,比2.4G频段具有更众的20MHz信道。且相邻信道之间是不重叠的,如36和40信道。

  某些地域的雷达体系职业正在5G频段,与职业正在5G频段的AP射频信号会存正在滋扰。雷达信号恐怕会对52、56、60、64、100、104、108、112、116、120、124、128、132、136、140、144信道发生滋扰(此中120、124、128是气候雷达信道)。假使射频职业的信道是手动指定的,正在策划信道时贯注避开雷达信道,假使射频职业的信道是体系动态调解的,体系检测到职业的信道有滋扰时,会主动切换职业信道。

  为了普及无线终端无线汇集速度,可能增长射频的信道职业带宽。假使把两个20MHz信道系缚正在一道成为40MHz信道,同时向一个无线终端发送数据,外面上数据的通道加宽了一倍,速度也会增长一倍。假使系缚两个40MHz信道,速度会再次加倍,以此类推。服从信道分歧的系缚办法,可能分为40MHz+、40MHz-、80MHz、80+80MHz和160MHz几品种型的信道职业带宽。如图10所示,能成对系缚的信道是固定的。

  40MHz+和40MHz-:两个相邻的互不滋扰的信道系缚成一个40MHz的信道,此中一个是主信道,一个是辅信道。假使主信道的中央频率高于辅信道的中央频率,则为40MHz-,反之则为40MHz+。比如36和40信道系缚成40MHz,假使主信道是40信道,则为40MHz-,假使主信道为36,则为40MHz+。

  正在2.4GHz频段上经常不提议利用40MHz,假使装备40MHz,频段内就只可有一个非重叠40MHz信道。比如信道1只可和信道5构成40MHz(信道1和2、3、4都有重叠区域),剩下的信道组合就要避开信道1~8(信道5和6、7、8又有重叠区域)。于是剩下的信道无法再构成此外一个40MHz的信道。

  信道和功率策划告终后, 需求将其使用正在实践的AP射频上。假使凭借人工手动装备每个射频的信道和功率会费时吃力,而且汇集随时恐怕存正在转折,固定的信道和功率不行不停餍足汇集的实践笼罩需求。是以紧迫的需求一种或许凭据汇集及时转折而能主动调解信道和功率的效用。

  AP会主动检测射频可用的信道,选取滋扰起码的信道。如图11所示,信道调解前,AP2和AP4都利用信道6,存正在信号滋扰;信道调解后,AP4利用信道11,滋扰取消,相邻AP职业正在非重叠信道。

  通过信道调解,可能保障每个AP或许分派到最优的信道,尽恐怕地节减和避免相邻或一样信道的滋扰,保障汇集的牢靠传输。

  AP的发射功率决议了其射频信号的笼罩限制,AP功率越大,其笼罩限制也就越大。古板的射频功率局限办法只是静态地将发射功率筑树为最大值,简单地寻觅信号笼罩限制,然而功率过大恐怕对其他无线筑立酿成不需要的滋扰。是以,需求选取一个能平均笼罩限制和信号质料的最佳功率。

  功率调解即是正在整体无线汇集的运转流程中,凭据及时的无线境遇情景动态地分派合理的功率。

  正在增长邻人时,功率会减小。如图12所示,圆圈的巨细代外AP调解发射功率后的笼罩限制,当增长AP4后,通过功率调解效用,每个AP的发射功率减小。

  前文先容的实质都是汇集笼罩计划需求职掌的底子常识。汇集笼罩计划告终后,还需求举行汇集容量计划。

  增援分歧和议的AP,其机能会有差别,正在网规AP选型时,假使酌量安插更强机能的无线汇集,可能选用增援

  Wi-Fi5)、成长到最新的802.11ax(Wi-Fi 6),每一次的演进都带来了数据传输速度上的奔腾。

  大带宽。Wi-Fi 6采用8x8 MIMO空间流、更无数目的子载波、1024-QAM编码方法等本事提拔带宽,速度最高可达9.6Gbit/s。

  汇集容量计划中,凭据AP机能和实践需求选取适合的AP。分歧的AP款型,分歧的汇集安插场景会搭配分歧型号的天线,天线的确的选取计谋请参考天线选型计谋。

  本节扼要先容下天线的根本属性,更众的天线底子常识和各型号天线音讯请参考WLAN天线疾捷初学。

  天线是一种用来发射或回收无线个最根本的属性:对象性、极化、增益。对象性是指信号发射对象图的形势,极化是电磁波场强矢量空间指向的一个辐射个性,增益是量度信号能量加强的襟怀。天线服从秤谌对象图和极化方法可能划分为如下几类。

  全向天线正在秤谌面内的总共对象上辐射出的电波能量都是一样的,但正在笔直面内分歧对象上辐射出的电波能量是分歧的。

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  单极化天线:回收、发送是隔离的两根天线,一根天线中只包蕴一种极化方法。无线信号是秤谌发射秤谌回收或笔直发射笔直回收。故需求更众的安置空间和维持职业量。

  双极化天线:回收、发送是一根天线,一根天线中包蕴笔直和秤谌两种极化方法。

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2021年8月16日 8:21 心不痛 [四川省网友]

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2021年8月16日 8:20 心不痛 [四川省网友]

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2021年7月11日 13:31

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