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設(shè)備發(fā)射功率與接收靈敏度

發(fā)布日期：2015年01月27日   瀏覽次數(shù)：11次   編輯：深圳連訊

無(wú)線電發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號(hào)，通過(guò)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(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接收下來(lái)（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過(guò)饋線送到無(wú)線電接收機(jī)。因此在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的工程中，計(jì)算發(fā)射裝置的發(fā)射功率與天線的輻射能力非常重要。

發(fā)射功率

Tx是發(fā)射（ Transmits ）的簡(jiǎn)稱(chēng)。無(wú)線電波的發(fā)射功率是指在給定頻段范圍內(nèi)的能量，通常有兩種衡量或測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：
功率（ W ）－ 相對(duì) 1 瓦（ Watts ）的線性水準(zhǔn)。例如， WiFi 無(wú)線網(wǎng)卡的發(fā)射?功率通常為 0.036W ，或者說(shuō) 36mW 。
增益（ dBm ）－ 相對(duì) 1 毫瓦（ milliwatt ）的比例水準(zhǔn)。例如 WiFi 無(wú)線網(wǎng)卡的發(fā)射?增益為 15.56dBm 。
兩種表達(dá)方式可以互相轉(zhuǎn)換：
dBm = 10 x log[ 功率 mW]
mW = 10 [ 增益 dBm / 10 dBm]
在無(wú)線系統(tǒng)中，天線被用來(lái)把電流波轉(zhuǎn)換成電磁波，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中還可以對(duì)發(fā)射和接收的信號(hào)進(jìn)行“放大”，這種能量放大的度量成為 “增益（Gain）”。天線增益的度量單位為“ dBi ”。
由于無(wú)線系統(tǒng)中的電磁波能量是由發(fā)射設(shè)備的發(fā)射能量和天線的放大疊加作用產(chǎn)生，因此度量發(fā)射能量最好同一度量－增益（ dB ），例如，發(fā)射設(shè)備的功率為 100mW ，或 20dBm ；天線的增益為 10dBi ，則：
發(fā)射總能量＝發(fā)射功率（ dBm ）＋天線增益（ dBi ）
＝ 20dBm ＋ 10dBi
＝ 30dBm
或者：? ?? ?? ?? ?? ?? ? ＝ 1000mW
＝ 1W
在“小功率”系統(tǒng)中（例如無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）每個(gè) dB 都非常重要，特別要記住“ 3 dB 法則”。
每增加或降低 3 dB ，意味著增加一倍或降低一半的功率：
-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(wú)線發(fā)射功率為 20dBm ，而 50mW 的無(wú)線發(fā)射功率為 17dBm ，而 200mW 的發(fā)射功率為 23dBm 。

接收靈敏度

Rx 是接收（ Receive ）的簡(jiǎn)稱(chēng)。無(wú)線電波的傳輸是“有去無(wú)回”的，當(dāng)接收端的信號(hào)能量小于標(biāo)稱(chēng)的接收靈敏度時(shí)，接收端將不會(huì)接收任何數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)接收靈敏度是接收端能夠接收信號(hào)的最小門(mén)限。? ? 接收靈敏度仍然用 dBm 表示，通常 ZIGBEE 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所標(biāo)識(shí)的接收靈敏度（如 -94dBm) ，是指誤碼率（ Bit Error Rate ）為 10 -5 (99.999%) 的靈敏度水平。? ? 無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)的接收靈敏度非常重要，例如，發(fā)射端的發(fā)射能量為 100mW 或 20dBm 時(shí)，如果 250K速率下接收靈敏度為－ 83dBm ，理論上傳輸?shù)臒o(wú)遮擋視距為 15Km ，而接收靈敏度為－ 77dBm 時(shí)，理論上傳輸?shù)臒o(wú)遮擋視距僅為 15Km 的一半（ 7.5Km ），或者相當(dāng)于發(fā)射端能量減少了 1/4 ，既相當(dāng)于 25mW ，或 14dBm 。? ? 因此在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中提高接收端的接收靈敏度，相當(dāng)于提高發(fā)射端的發(fā)射能量。802.11b/g 要求的接收靈敏度如下：

調(diào)制方式	OFDM	OFDM	OFDM	OFDM	CCK	CCK	DQPSK	DBPSK
傳輸速率	54 Mb/s	48 Mb/s	36 Mb/s	24 Mb/s	11 Mb/s	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(duì)不同的速率要求不同的接收靈敏度，意味著接收端的信號(hào)強(qiáng)度越小，速率越低，直至無(wú)法接收。
由此看到，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，提高接收端的接收靈敏度與提高發(fā)射端的發(fā)射功率同等重要。

 

本文關(guān)鍵字: 接收靈敏度, 設(shè)備發(fā)射功率
原創(chuàng)標(biāo)題：設(shè)備發(fā)射功率與接收靈敏度
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