Tính toán RF [Lưu trữ] - WiMAX and Wi-Fi Professional

friends

09-06-2006, 12:55

Tính toán RF.
Có 4 vùng quan trọng cần tính toán công suất trong mạng WLAN gồm:
+ Công suất tại thiết bị truyền
+ Loss và Gain của các thiết bị kết nối giữa thiết bị truyền và anten như cable, đầu nối, bộ khuếch đại, bộ suy hao, và bộ chia.
+ Công suất tại đầu nối cuối cùng trước khi tín hiệu đi vào anten (Bộ bức xạ định hướng)
+ Công suất tại thành phần anten (EIRP)

Những vùng này sẽ giúp xác định kết nối RF có vượt quá giới hạn cho phép của FCC hay không vì thế bạn cần phải lưu ý khi lập kế hoạch cho mạng WLAN. Phần sau sẽ mô tả các đơn vị tính toán được sử dụng để tính toán công suất phát khi cấu hình thiết bị WLAN.

1. Các đơn vị tính toán
Có nhiều đơn vị tính toán mà administrator cần phải quen thuộc để có thể triển khai và troubleshoot một cách hiệu quả.

Watt (W)
Đơn vị cơ bản của công suất là Watt. Một watt được định nghĩa là một dòng điện có 1 ampe và 1 volt. Để minh họa cho khái niệm về các đơn vị, chúng ta xét ví dụ về những ống nước ở trong vườn. Áp suất trên đường nước chảy sẽ biểu diễn cho Voltage trong mạch điện, dòng nước chảy trong ống nước sẽ biểu diễn cho Ampere. Khi đó, Watt chính là kết quả của một lượng áp suất và một lượng nước cho trước trong ống nước. 1 Watt tương đương với một Ampere nhân với 1 Voltage.

Thông thường thì một bóng đèn điện 120 V sẽ có 7 W. Trong một đêm tối hoàn toàn, bóng đèn 7 W này có thể thấy được từ cách xa đó 50 miles ở tất cả mọi hướng. Nếu chúng ta có thể mã hóa thông tin tương tự như mã Morse chúng ta sẽ có một kết nối không dây được thiết lập. Hãy nhớ rằng chúng ta chỉ quan tâm đến việc truyền và nhận dữ liệu, chứ không phải là việc chiếu sáng receiver bằng một năng lượng RF như khi chúng ta chiếu sáng căn phòng bằng một bóng đèn. Bạn có thể thấy rằng công suất tương đối nhỏ được yêu cầu để hình thành một kết nối RF có khoảng cách xa. FCC chỉ cho phép công suất 4 Watt được phát ra từ anten trong kết nối WLAN điểm – đa điểm sử dụng thiết bị trải phổ trong dãy tần số không cấp phép 2.4 GHz. 4 W có thể là một công suất không lớn nhưng nó đủ để truyền một tín hiệu RF đi xa 1 mile.

(còn tiếp)

friends

15-06-2006, 01:48

Milliwatt
Khi cài đặt mạng WLAN, mức công suất 1 mW có thể được sử dụng cho một vùng nhỏ. Thường thì mức công suất trong mạng WLAN hiếm khi vượt quá 100 mW đủ để truyền thông lên đến ½ mile trong điều kiện tối ưu. AP thông thường có khả năng bức xạ công suất 30 – 100 mW tùy thuộc vào nhà sản xuất. Chỉ trong trường hợp kết nối điểm-điểm ngoài trời giữa các tòa nhà thì công suất mới vượt quá 100 mW. Thường thì các mức công suất mà administrator thấy sẽ được tính theo mW hay dBm. Hai đơn vị đo lường này biểu diễn một giá trị tuyệt đối của công suất và đều là những đơn vị đo lường chuẩn công nghiệp.

Decibels
Khi một receiver rất nhạy cảm với tín hiệu RF, nó có thể đọc được tín hiệu rất nhỏ như 0.000000001 W. Ngoài việc nó là một con số, thì giá trị nhỏ này không mang nhiều ý nghĩa và có thể bị bỏ qua hay đọc nhầm. Decibel cho phép chúng ta biểu diễn những số này bằng cách làm cho chúng dễ quản lý và dễ hiểu hơn. Decibel dựa trên mối quan hệ logarith (log) với watt. Đối với RF, logarith là một số mũ của 10. Ví dụ, nếu ta có số 1000 thì log(1000) = 3 bởi vì 10 mũ 3 = 1000. Chú ý là logarithm của một số âm hay số Zero là không tồn tại.

Đối với tọa độ tuyến tính Watt chúng ta có thể vẽ ra một điểm công suất tuyệt đối. Đo công suất tuyệt đối chính là đo công suất trong mối liên quan với một số điểm tham chiếu cố định nào đó. Trong hầu hết tọa độ tuyến tính (watt, độ Kelvin, miles per hour) thì điểm tham chiếu là cố định tại Zero, thường được mô tả như khi không có gì để đo. Ví dụ, zero watt = no power, 0 độ Kelvin = không có mức năng lượng nhiệt nào, zero MPH = không chuyển động. Trong tọa độ logarith, điểm tham chiếu không thể là zero bởi vì log(0) không tồn tại. Decibel là một đơn vị đo tương đối không giống như đơn vị đo tuyệt đối (milliwatt).

(còn tiếp)

friends

16-06-2006, 08:10

Đo lường gain và loss
Công suất tăng và giảm được đo theo decibel, không phải theo watt bởi vì tăng và giảm là những khái niệm tương đối và decibel cũng là một đơn vị đo tương đối. Tăng hay giảm trong hệ thống RF có thể được thường liên quan đến việc đo công suất tuyệt đối (ví dụ, 10 watt) hay công suất tương đối (ví dụ, một nửa công suất). Việc giảm một nửa công suất tương ứng với giảm 3 decibel. Nếu như một hệ thống giảm một nửa công suất của nó (-3 dB) rồi sau đó giảm tiếp một nửa của phần còn lại thì tổng số giảm là ¾ của công suất ban đầu (1/2 đầu tiên, sau đó là ¼ vì ½ của ½ ). Rõ ràng là không có một đơn vị đo tuyệt đối nào có thể biểu diễn lượng giảm không đối xứng này theo một cách có ý nghĩa, nhưng decibel lại làm được điều này.

Để cho việc tham khảo nhanh chóng và dễ dàng, có một số giá trị liên quan đến tăng và giảm mà một administrator nên biết:
- 3 dB = ½ công suất (mW)
+ 3 dB = 2 * công suất (mW)
- 10 dB = 1/10 công suất (mW)
+ 10 dB = 10 * công suất (mW)

Những giá trị này cho phép administrator có khả năng tính toán nhanh chóng và dễ dàng sự tăng hay giảm của RF với độ chính xác khá cao mà không cần dùng đến máy tính. Trong trường hợp sử dụng phương pháp trên không thể tính được thì chúng ta có thể sử dụng công thức sau

http://i47.photobucket.com/albums/f185/hinhup/35-Pdbm.gif

Công thức này sẽ chuyển đổi từ mW sang dBm

http://i47.photobucket.com/albums/f185/hinhup/34-Pmw.gif

Công thức này sẽ chuyển ngược lại từ dBm sang mW

Một điểm quan trọng khác là tăng hay giảm là sự cộng thêm vào. Nếu một AP được kết nối với cable có độ giảm -2 dB và sau đó qua một đầu nối có độ giảm -1 dB thì giảm tổng cộng sẽ là -3 dB

(Còn tiếp)

friends

20-06-2006, 12:51

dBm
Điểm tham chiếu trong mối liên quan giữa tọa độ logarith dB và tọa độ tuyến tính watt là:

1 mW = 0 dBm

Ký tự m trong dBm đơn giản chỉ là tham chiếu đến 1 mW và vì thế đơn vị dBm là một đơn vị công suất tuyệt đối.

Hình dưới đây cho thấy điểm tham chiếu là luôn luôn giống nhau, nhưng mức công suất có thể di chuyển theo bất kỳ hướng nào từ điểm tham chiếu tùy thuộc vào chúng biểu diễn công suất tăng hay giảm.

http://i47.photobucket.com/albums/f185/hinhup/33-2-13.gif

Ở biểu đồ phía trên biểu diễn tăng và giảm của 10 dB, biểu đồ phía dưới biểu diễn tăng và giảm của 3 dB

Ví dụ: Chúng ta có thể biểu diễn +43 dBm như sau

+43 dBm = 0 + 10 + 10 + 10 + 10 + 3

Từ biểu đồ phía trên chúng ta có thể thấy rằng +10 có nghĩa là nhân với 10 còn +3 có nghĩa là nhân với 2, từ đó ta có

1 mW x 10 = 10 mW
10 mW x 10 = 100 mW
100 mW x 10 = 1,000 mW
1,000 mW x 10 = 10,000 mW
10,000 mW x 2 = 20,000 mW = 20 watts

Xét một ví dụ khác:

-26 dBm = 0 – 10 – 10 – 3

Cũng tương tự như trên ta có

1 mW / 10 = 100 uW
100 uW / 10 = 10 uW
10 uW / 2 = 5 uW
5 uW / 2 = 2.5 uW

(còn tiếp)

friends

24-06-2006, 06:40

dBi
Như chúng ta đã biết, tăng và giảm được đo theo decibel. Khi tính toán độ lợi của anten thì đơn vị decibel được biểu diễn là dBi. Đơn vị dBi này chỉ liên quan đến độ lợi của anten. Ký tự i biểu diễn cho isotropic có nghĩa là sự thay đổi trong công suất được tham chiếu đến bộ bức xạ đẳng hướng. Một bộ bức xạ đẳng hướng là một transmitter lý tưởng (trên lý thuyết) phát ra trường điện từ theo mọi hướng với một cường độ bằng nhau với 100% khả năng trong không gian 3 chiều. Một ví dụ của bộ bức xạ đẳng hướng chính là mặt trời. dBi là một điểm tham chiếu lý tưởng. Đơn vị dBi được sử dụng trong tính toán RF giống như dB. dBi cũng là một đơn vị tương đối.

Xét một anten với 10 dBi và công suất 1 watt thì EIRP được tính:

1 W + 10 dBi = 10 W

Một anten trừ khi bị hỏng thì chúng không bao giờ gây ra giảm tín hiệu, vì thế giá trị dBi luôn luôn là một số dương.

Ví dụ: Trong mạch RF như hình dưới đây, hãy xác định công suất tại tất cả các điểm đánh dấu tính theo mW.

http://i47.photobucket.com/albums/f185/hinhup/32-2-14.gif

Đo lường chính xác
Mặc dù những kỷ thuật này rất hữu ích và có lợi trong một số tình huống. Nhưng một số trường hợp như khi làm tròn hay các số chẳn có thể không biểu diễn được. Đối với những trường hợp này thì sử dụng công thức là tốt nhất. Vì decibel là một đơn vị đo công suất tương đối nên nó ám chỉ một sự thay đổi trong mức công suất. Nếu mức công suất được cho theo dBm thì một sự thay đổi theo dB được tính như sau

Công suất khởi tạo = 20 dBm
Công suất cuối cùng = 33 dBm
Thay đổi theo công suất: Delta(P) = 33 – 20 = +13 dB

Nếu như mức công suất được cho theo mW thì
Công suất khởi tạo = 130 mW
Công suất cuối cùng = 5.2 mW
Thay đổi theo công suất:

http://i47.photobucket.com/albums/f185/hinhup/31-Delta.gif

(hết)

kenjiak

04-04-2008, 08:49

mình đang có 1 đề tài về sóng RF.Đó là mạch phát QAM theo tần số sóng RF.Nhưng mình vẫn chưa thể tìm được sơ đồ khối chi tiết cho mạch này.( đây là lần đầu chưa có kinh nghiệm :p)
Mọi người có thể giúp mình đưa ra một số sơ đồ khối về loại mạch này đươc không?

tranmyphuc1988

04-04-2008, 11:00

kenjiak

05-04-2008, 04:43

thank so much.