在家庭、樓宇和工業(yè)應(yīng)用市場,短距離無線尤其是Sub-GHz(低于1 GHz)頻帶的無線應(yīng)用日益普及。這意味著系統(tǒng)設(shè)計人員需要了解所涉及的方法、估算、成本和權(quán)衡。除了距離估算公式,最好還要了解與sub-GHz相關(guān)的無線信道 和傳播環(huán)境.
在從簡單的點對點連接到更大的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)等任何低數(shù)據(jù)速率系統(tǒng)中,Sub-GHz
無線傳輸模塊都可以實現(xiàn)高成本效益,其中長距離、可靠的射頻鏈路和延長的電池壽命是其顯著優(yōu)勢。更高其合規(guī)的輸出功率、降低的能量吸收、較少的頻譜 污染和窄帶運行都能提高傳輸距離。而改進的信號傳播、優(yōu)秀的電路設(shè)計以及更低的內(nèi)存使用均可以減少電量消耗,從而延長電池壽命。一般來說,sub-GHz信道屬于免許可證ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療)頻帶的一部分。sub-GHz節(jié)點通常針對低成本系統(tǒng),與高級無線系統(tǒng)相比,每個節(jié)點可減少成本約30%~40%,同時它們的協(xié)議棧所需要的存儲空間也更少。許多協(xié)議都占用這一個頻帶,例如基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee(目前在868和900 MHz頻帶提供2.4 GHz和sub-GHz版本的唯一協(xié)議)、自動化協(xié)議、無繩電話、無線Modbus、遙控 門禁(RKE)、輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)和大量專有協(xié)議(包括 MiWi)。然而,在sub-GHz ISM頻帶運行會導(dǎo)致與使用同一頻譜的其它協(xié)議之間的射頻干擾,包括來自移動電話、授權(quán) 無繩電話等的威脅。
鏈路預(yù)算 鏈路預(yù)算是對從發(fā)射器(TX)通過介質(zhì)(自由空間) 到接收器(RX)的整個無線通信系統(tǒng)中所有增益和損耗的核算。鏈路預(yù)算考慮的是決定到達接收器信號強度的各個參數(shù)。為了進行鏈路預(yù)算的分析和估算,還必須測定包括天線增益水 平、射頻發(fā)射功率水平和接收器靈敏度數(shù)據(jù)等在內(nèi)的因素。
同時還應(yīng)考慮天線類型和尺寸以及其它包括要求的距離、可用的帶寬、數(shù)據(jù)速率、協(xié)議、干擾和互操作性在內(nèi)的次要因素。雖然接收器靈敏度不在鏈路預(yù)算的考慮范圍之內(nèi),但是還需要閾值來決定接收信號能力。
簡單鏈路預(yù)算公式為:接收功率(dBm)等于發(fā)射功率(dBm)與增益(dB)和損耗(dB)差之和。借助鏈路預(yù) 算評估,就有可能在預(yù)期成本范圍內(nèi)設(shè)計出一個即滿足要求 又實現(xiàn)功能性的系統(tǒng)。某些損耗可能會隨著時間而變化。例如,數(shù)字系統(tǒng)的誤碼率(BER)會隨時間增加;而模擬系統(tǒng)的信噪比(SNR)會隨時間降低。
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