Què és la Pèrdua en el trajecte de senyal de ràdio

La pèrdua de ruta de senyal de ràdio és un element especialment important en el disseny de qualsevol sistema de comunicacions de ràdio o sistema sense fils. La pèrdua de ruta del senyal de ràdio determinarà molts elements del sistema de comunicacions de ràdio, en particular la potència del transmissor i les antenes, especialment el seu guany, alçada i ubicació general. La pèrdua de ruta de ràdio també afectarà altres elements, com ara la sensibilitat del receptor requerida, la forma de transmissió utilitzada i diversos altres factors.

Com a resultat, és necessari comprendre els motius de la pèrdua de la ruta de ràdio i poder determinar els nivells de pèrdua de senyal per a una ruta de ràdio donada.

La pèrdua de ruta del senyal sovint es pot determinar matemàticament i sovint es fan aquests càlculs a l’hora de preparar activitats de cobertura o disseny del sistema. Aquests depenen d’un coneixement de les propietats de propagació del senyal.

Per tant, els càlculs de pèrdues de ruta s'utilitzen en moltes eines de ràdio i enquestes sense fils per determinar la intensitat del senyal en diversos llocs. Aquestes eines de sondeig sense fil s’utilitzen cada cop més per ajudar a determinar quines seran les fortaleses del senyal de ràdio abans d’instal·lar l’equip. Per a operadors mòbils, les enquestes de cobertura de ràdio són importants perquè la inversió en una estació base de macrocel·les és elevada. A més, les eines d’enquestes sense fils ofereixen un servei molt valuós per a aplicacions com ara instal·lar sistemes LAN sense fils a les grans oficines i altres centres perquè permeten resoldre problemes abans de la instal·lació, permetent reduir considerablement els costos. En conseqüència, hi ha una importància creixent a les eines i al programari de sondeig sense fils.

Fonaments bàsics sobre pèrdua de camins de senyal

La pèrdua de la ruta del senyal és essencialment la reducció de la densitat de potència d’una ona o un senyal electromagnètic ja que es propaga a l’entorn pel qual viatja.

Hi ha moltes raons per a la pèrdua de ruta de ràdio que es pot produir:

• Pèrdua d'espai lliure: La pèrdua d'espai lliure es produeix a mesura que el senyal viatja a través de l'espai sense que altres efectes atenuin el senyal, encara disminuirà a mesura que s'estengui. Això es pot pensar com el senyal de comunicacions de ràdio que s'estén com una esfera cada vegada més gran. Com que el senyal ha de cobrir una àrea més àmplia, la conservació de l'energia ens indica que l'energia en una àrea determinada es reduirà a mesura que la superfície coberta sigui més gran.
• Pèrdues d’absorció: Es produeixen pèrdues d’absorció si el senyal de ràdio passa a un mitjà que no és totalment transparent a les senyals de ràdio. Això es pot comparar amb un senyal de llum que travessa vidre transparent.
• Difracció: Es produeixen pèrdues per difracció quan apareix un objecte al camí. El senyal es pot difracturar al voltant de l'objecte, però es produeixen pèrdues. La pèrdua és més gran com més arrodonit sigui l’objecte. Els senyals de ràdio tendeixen a difraccionar-se millor al voltant de les vores esmolades.
• Multipath: En un entorn terrestre real, els senyals es reflectiran i arribaran al receptor a través de diversos camins diferents. Aquests senyals es poden afegir o restar els uns dels altres en funció de les fases relatives dels senyals. Si es mou el receptor, l’escenari canviarà i el senyal global rebut variarà segons la posició. Els receptors mòbils (per exemple, telèfons de telecomunicacions mòbils) estaran subjectes a aquest efecte, que es coneix com a esvaïment de Rayleigh.
• Terreny: El terreny per on viatgen els senyals tindrà un efecte significatiu sobre el senyal. Hillsbviament, els turons que obstrueixen el camí atenuaran considerablement el senyal, sovint impossibilitant la recepció. A més a baixes freqüències, la composició de la terra tindrà un efecte marcat. Per exemple, a la banda d'ona llarga, es constata que els senyals viatgen millor per terrenys més conductors, per exemple, per camins marítims o per zones pantanoses o humides. El terreny de sorra seca proporciona nivells més elevats d’atenuació.
• Edificis i vegetació: Per a aplicacions mòbils, els edificis i altres obstruccions, inclosa la vegetació, tenen un efecte marcat. Els edificis no només reflectiran els senyals de ràdio, sinó que també els absorbiran. Les comunicacions cel·lulars sovint es veuen deteriorades significativament dins dels edificis. Els arbres i el fullatge poden atenuar els senyals de ràdio, sobretot quan estan mullats.
• atmosfera: L'atmosfera pot afectar els camins del senyal de ràdio. A freqüències més baixes, especialment per sota de 30 - 50 MHz, la ionosfera té un efecte significatiu, reflectint-les (o refractant-les més correctament) de nou a la Terra. A freqüències superiors a 50 MHz i més, la troposfera té un efecte important, refractant els senyals de nou a la terra com a conseqüència del canvi de l’índex de refracció. Per a la transmissió UHF, això pot estendre la cobertura aproximadament a un terç més enllà de l'horitzó.

Aquestes raons representen alguns dels principals elements que provoquen pèrdues de ruta de senyal per a qualsevol sistema de ràdio.

Predir la pèrdua del camí

Una de les raons clau per entendre els diversos elements que afecten la pèrdua de la ruta del senyal de ràdio és poder predir la pèrdua per a un camí determinat o predir la cobertura que es pot obtenir per a una determinada estació base, emissora de transmissió, etc.

Tot i que la predicció o la valoració poden ser força exactes per als escenaris d’espai lliure, per a aplicacions terrestres de la vida real no és fàcil ja que hi ha molts factors a tenir en compte, i no sempre és possible obtenir avaluacions exactes dels efectes que tindran.

Malgrat això, hi ha eines de sondeig sense fils i programes de predicció de cobertura de ràdio disponibles per predir la pèrdua de ruta de ràdio i estimar la cobertura. S'utilitzen diversos mètodes per dur a terme això.

La pèrdua d'espai lliure varia en força com a llei del quadrat invers, és a dir, de 1 / (rang) ^ 2 o 20 dB per augment de la dècada. Aquest càlcul és molt senzill d’implementar, però els càlculs terrestres de la vida real de la pèrdua de camins de senyal són molt més importants.

La majoria de les prediccions de pèrdues de ruta es realitzen mitjançant tècniques descrites a continuació:

• Mètodes estadístics: Els mètodes estadístics de predicció de la pèrdua del recorregut del senyal es basen en pèrdues mesurades i mitjanes per als tipus típics d’enllaços de ràdio. Aquestes xifres s'introdueixen en el model de predicció que és capaç de calcular les xifres basades en les dades. Es pot utilitzar una varietat de models en funció de l'aplicació. Aquest tipus d’enfocament s’utilitza normalment per planificar xarxes cel·lulars, estimar la cobertura dels enllaços PMR (Private Mobile Radio) i per a la planificació de la cobertura de difusió.
• Enfocament determinista: Aquest enfocament de la pèrdua del camí del senyal de ràdio i la predicció de cobertura utilitza les lleis físiques bàsiques com a base per als càlculs. Aquests mètodes han de tenir en compte tots els elements d'una àrea determinada i, tot i que solen donar resultats més precisos, requereixen molta informació addicional i potència computacional. Atesa la seva complexitat, solen utilitzar-se per a enllaços de curt abast en què la quantitat de dades necessàries es troba dins dels límits acceptables.

Aquestes eines de sondeig sense fils i paquets de programari de cobertura de ràdio creixen en les seves capacitats. Tot i això, encara cal conèixer bé la propagació de la ràdio per poder introduir les xifres correctes i interpretar els resultats de manera satisfactòria.

La pèrdua de ruta de senyal de ràdio pot ser causada per molts factors. Només a l'escenari d'espai lliure és senzill el càlcul. En un entorn terrestre, hi ha molts factors que afecten la pèrdua real de rutes de radiofreqüència. A l’hora de planificar qualsevol sistema de ràdio o sense fils, cal tenir una comprensió àmplia dels elements que donen lloc a la pèrdua de ruta i, d’aquesta manera, dissenyar el sistema en conseqüència.

Deixa un missatge 

Llista de missatges