無線發射功率以及接收靈敏度

  無線電發射機輸出的射頻信號,經過饋線(電纜)輸送到天線,由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達接收地點後,由天線接收下來(僅僅接收很小很小一部分功率),並經過饋線送到無線電接收機。所以在無線網絡的工程中,計算髮射裝置的發射功率與天線的輻射能力很是重要。 
     Tx是發射( Transmits )的簡稱。無線電波的發射功率是指在給定頻段範圍內的能量,一般有兩種衡量或測量標準: 
     功率( W )- 相對 1 瓦( Watts )的線性水準。例如, WiFi 無線網卡的發射 功率一般爲 0.036W ,或者說 36mW 。 
     增益( dBm )- 相對 1 毫瓦( milliwatt )的比例水準。例如 WiFi 無線網卡的發射 增益爲 15.56dBm 。 
    兩種表達方式能夠互相轉換: 
         dBm = 10 x log[ 功率 mW] 
         mW = 10 [ 增益 dBm / 10 dBm] 
    在無線系統中,天線被用來把電流波轉換成電磁波,在轉換過程當中還能夠對發射和接收的信號進行「放大」,這種能量放大的度量成爲 「增益(Gain)」。天線增益的度量單位爲「 dBi 」。 
    因爲無線系統中的電磁波能量是由發射設備的發射能量和天線的放大疊加做用產生,所以度量發射能量最好同一度量-增益( dB ),例如,發射設備的功率爲 100mW ,或 20dBm ;天線的增益爲 10dBi ,則: 
             發射總能量=發射功率( dBm )+天線增益( dBi ) 
                         = 20dBm + 10dBi 
                         = 30dBm 
或者:                   = 1000mW 
                         = 1W 
在「小功率」系統中(例如無線局域網絡設備)每一個 dB 都很是重要,特別要記住「 3 dB 法則」。 
            每增長或下降 3 dB ,意味着增長一倍或下降一半的功率:
                       -3 dB = 1/2 功率
                       -6 dB = 1/4 功率
                       +3 dB = 2x 功率
                       +6 dB = 4x 功率
    例如, 100mW 的無線發射功率爲 20dBm ,而 50mW 的無線發射功率爲 17dBm ,而 200mW 的發射功率爲 23dBm 。

接收靈敏度網絡


Rx 是接收( Receive )的簡稱。無線電波的傳輸是「有去無回」的,當接收端的信號能量小於標稱的接收靈敏度時,接收端將不會接收任何數據,也就是說接收靈敏度是接收端可以接收信號的最小門限。    接收靈敏度仍然用 dBm 表示,一般 ZIGBEE 無線網絡設備所標識的接收靈敏度(如 -94dBm) ,是指誤碼率( Bit Error Rate )爲 10 -5 (99.999%) 的靈敏度水平。    無 線網絡的接收靈敏度很是重要,例如,發射端的發射能量爲 100mW 或 20dBm 時,若是 250K速率下接收靈敏度爲- 83dBm ,理論上傳輸的無遮擋視距爲 15Km ,而接收靈敏度爲- 77dBm 時,理論上傳輸的無遮擋視距僅爲 15Km 的一半( 7.5Km ),或者至關於發射端能量減小了 1/4 ,既至關於 25mW ,或 14dBm 。    所以在無線網絡系統中提升接收端的接收靈敏度,至關於提升發射端的發射能量。802.11b/g 要求的接收靈敏度以下:

調製方式

OFDMspa

OFDM3d

OFDMci

OFDMit

CCKtable

CCKclass

DQPSK數據

DBPSKtab

傳輸速率 54 Mb/s 48 Mb/s 36 Mb/s 24 Mb/s

11 Mb/s局域網

5.5 Mb/s

2 Mb/s

1 Mb/s

接收靈敏度 dBm (for BER = 10 -5 )

-68

-69

-75

-79

-83

-87

-91

-94

    從表中看出 802.11b/g 對不一樣的速率要求不一樣的接收靈敏度,意味着接收端的信號強度越小,速率越低,直至沒法接收。
    由此看到,在無線網絡系統中,提升接收端的接收靈敏度與提升發射端的發射功率同等重要。

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