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          深圳市華夏盛科技有限公司Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd.
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          通訊距離和傳輸速率與天線高度、發射功率、天線增益、工作頻率及信道帶寬的關系

          時間:2022-04-11 14:21:35 來源: 點擊:

          首先,無線電波是通過空間傳播的,由于地球曲率的影響,無線電臺的傳輸距離與地形環境,尤其是天線架設高度,密切相關,理論上,通訊距離和傳輸速率與天線高度、發射功率、天線增益、工作頻率及信道帶寬的關系(圖1)。

          其次,電臺的接收場強,到輸出信號信噪比,影響調制方式的選擇,與信道帶寬,決定傳輸速率。而電臺的接收場強Pr,取決于相關電臺的發射功率Pt、天線系統增益損耗Gt/Gr/Lt/Lr、傳輸損耗Lo【與距離和頻率有關,Lo=32.45+20logf (MHz) +20logD (Km) 】,Pr=Pt+Gt+Gr-Lt-Lr-Lo。

          電臺天線接收信號,經由物理層波形(COFDM、MIMO)/波束NSS的接收解調,信道解碼,到基帶信號輸出。電臺接收信號場強的大小RSSI,決定接收解調輸出信號的信噪比SNR,輸出信噪比SNR,與調制/編碼方案MCS,動態自適應。

          MimoMesh寬帶自組網電臺的波形波束NSS、編碼調制方式MCS、信道帶寬,和對應傳輸數據流的空中物理層/接口業務層的傳輸速率:

          通訊距離和傳輸速率與天線高度、發射功率、天線增益、工作頻率及信道帶寬的關系(圖2)


          通訊距離和傳輸速率與天線高度、發射功率、天線增益、工作頻率及信道帶寬的關系(圖3)

          通訊距離和傳輸速率與天線高度、發射功率、天線增益、工作頻率及信道帶寬的關系(圖4)

          如有,210瓦×22×2MimoMesh寬帶自組網電臺,相距100公里,兩邊都用6dB全向天線和25米長的電纜,工作頻段為1440MHz,工作于二端天線架高分別為400米和25米的開闊無遮擋地形。

          1、傳輸距離計算

          地球曲率導致的極限可視距離

          通訊距離和傳輸速率與天線高度、發射功率、天線增益、工作頻率及信道帶寬的關系(圖5)

          如果是海上應用,無線電波在海洋空氣中的傳輸,介電影響導致電磁波折射,可以達到更遠的距離,約增加10%左右。

          通訊距離和傳輸速率與天線高度、發射功率、天線增益、工作頻率及信道帶寬的關系(圖6)

          通訊距離和傳輸速率與天線高度、發射功率、天線增益、工作頻率及信道帶寬的關系(圖7)

          另外,MIMO多天線,通過分集接收,有效疊加反射信號,達到一定比例的繞射能力,實際距離提高20%-30%。

          2、從接收信號場強到信噪比、調制方式,和傳輸帶寬,決定的傳輸速率

          單天線的接收場強Pr=Pt+Gt+Gr-Lt-Lr-L0=40+6+6-19.7/100×25-19.7/100×2532.45+20lg 1440+20lg100≈ -94.3dBm

          通訊距離和傳輸速率與天線高度、發射功率、天線增益、工作頻率及信道帶寬的關系(圖8)


          考慮到2×2MIMO場強處理增益為3-6dB,電臺接收輸出信號的信噪比約為12dB左右。

          MimoMesh寬帶自組網電臺的接收場強、信噪比與調制方式:

          通訊距離和傳輸速率與天線高度、發射功率、天線增益、工作頻率及信道帶寬的關系(圖9)


          此時,自適應調制方式為16QAM?/QPSK?之間,如果電臺的工作帶寬是20MHz,那么空中物理層的傳輸速率為26~19.5Mbps,見表3。

          3、 工作頻段的選擇

          MimoMesh寬帶自組網電臺是軟件無線電的電臺,接收機芯片支持的工作頻段,可以從70MHz-60GHz定制,根據各行業應用及元器件條件,目前有UHF(450-700MHz)、L Band1000-1500 MHz)、S Band2200-2500MHz)、C Band4400-6000MHz),現貨可以提供。實際項目應用,專用無線通信設備的工作頻段要考慮政策可用性(開放頻段、專網應用及行政申請)和使用可靠性(電磁環境、外來干擾、繞射能力、穿透能力、空中損耗等)。