当前位置:首页 >> 信息与通信 >>

思科wlan无线传输距离损耗计算


传播模型分析

徐露 Mobile Wireless Product & Solution Team luxu@cisco.com

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

1

WiFi覆盖环境
? 室内环境 ? 室外环境
–视距覆盖 –非视距覆盖

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

2

室内环境传播模型

? ITU-R室内路径损耗
–L = 路径损耗.单位:(dB). –f = 工作频率 作频率. 单位:(MHz). –d = 距离. 单位:(m). –N = 10*n( PLE. 10*n(衰减因子)即 ) PLE –n = 接受和发送终端之间的楼层. –Pf(n) = 楼层穿透因子系数

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

3

室内环境传播模型
? n取值参考
–全开放环境:2.0~2.5 –半开放环境:2.5~3.0 –较封闭环境:3.0~3.5 –隧道环境:1.6~1.8

? 楼层穿透因子参考 楼层穿透因子参考(n=1 1 为本楼层) )
–半开放区域:6 + 3(n-1) –较封闭区域:15 + 4(n-1) –5.8G的楼层穿透因子为16(只适合同层传播)

? 简化公式为同层的传播模型则表达式为:(半开放环境) ? 2.4G PathLoss(dB)=40+10*n*logD(m)+6=46+10*n*logD(m) ? 5.8G PathLoss(dB)=40+10*n*logD(m)+16=56+10*n*logD(m)

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

4

室内环境传播模型
? 2.4G室内半开放空间衰减:
–20m:PL=46+ 10 * 2.6 * log20 =79.8dB –40m:PL=46+ 10 * 2.6 * log40 =87.6dB

? 5.8G室内半开放空间衰减:
–20m:PL=56+ 10 * 2.6 * log20 =89.8dB –40m:PL=56+ 10 * 2.6 * log40 =97.6dB

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

5

室外环境传播模型
? WLAN在室外环境
–覆盖模型 ?2.4GHz/5.8G视距 ?2.4GHz非视距 –回传模型 ?5.8GHz视距 ?5.8GHz非视距

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

6

覆盖模型
? 视距覆盖模型(2.4G)
–WiFi覆盖的距离有限,一般覆盖点之间间隔在300米左右 –室外近似视距衰减覆盖模型一般采用公式如下:(PLE=2.6) PL=42.6+26*log(d)+20*log(f) ?PL = 路径损耗.单位:(dB). ?f = 工作频率. 单位:(MHz). ?d = 距离 离. 单位:(km). –2.4G PL=42.6+67.6+26*log(d)=110+26*log(d) ?100m:PL=110+ 26 * log0.1 =85dB 26 * * log0.2 l 0 1 =92dB 85dB ?200m:PL=110+ 26

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

7

覆盖模型
? 非视距覆盖模型(2.4GHz)COST231-Hata扩展

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

8

覆盖模型
? 非视距覆盖模型(2.4GHz)COST231-Hata扩展
–参数 ?基站发射功率:27dBm 基站发射功率 ?基站天线:5dBi ? ?客户端发射功率:17dBm ?客户端天线:5dBi ?基站天线高度:10m ?客户端高度:2m –距离参考 ?24Mbps 113m ?6Mbps 153m ?1Mbps 172m
Presentation_ID ? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

9

覆盖模型
? 5.8G室外视距回传
–WiFi Mesh和RAP可以间隔较远,间隔距离可以超过 1000m,MAP点和MAP点一般间隔在300m左右。 –室外视距近似衰减覆盖模型一般采用公式如下:(PLE=2.6) PL=32.4+26*log(d)+20*log(f) PL 32 4 26*l (d) 20*l (f) ?PL = 路径损耗.单位:(dB). ?f 工作频率. 单位:(MHz). f = 工作频率 :(MHz) ?d = 距离. 单位:(km). –5.8G PL=32.4+75.3+26*log(d)=108+26*log(d) ?300m:PL=108+ 26 * log0.1 =94dB ?600m:PL=108+ 26 * log0.2 =102dB

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

10

覆盖模型
? 5.8G非视距回 传 COST231-Hata扩展

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

11

2.4G材质损耗
2.4 GHz Path Loss Glass Window (non tinted) Wooden Door Cubicles Dry Wall Marble Brick Wall Concrete Wall 玻璃窗(无色) 木门 小卧室 清水墙(岩石) 大理石 砖墙 混凝土墙 2 dB 3 dB 3-5 dB 4 dB 5 dB 8 dB 10-15 dB

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

12

5.8G材质损耗
5.8 GHz Path Loss 典型的内墙 PVC plate Gypsum plate Plywood Gypsum wall Gypsum wall Rough chipboard Veneer board Glass plate 6.2cm Sound proof door 典型的外墙 Double-glazed window Concrete block wall 双面窗体 混凝土墙 11.7dB 11.7dB PVC板 石膏板 三合板 石膏墙 硬纸板(表面粗糙) 胶合板 玻璃板 6.2cm隔音门 0.6dB 0.7dB 0.9dB 3.0dB 3 0dB 2.0dB 2.0dB 2.5dB 3.6dB

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

13

WiFi覆盖场强计算方法

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

14

计算公式
? Pr[dB]=Pt[dB]+Gt[dB]-PL[dB]+Gr[dB]
–Pr[dB]为接受电平 –Pt[dB]为最大发射功率 –Gr[dB]为接收天线增益 –Gt[dB]为发射天线增益 –PL[dB]为路径损耗

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

15

思科室内/室外Mesh/AP计算参数
? 室外Mesh(1242)
–2.4G ?AP侧发射功率27dBm ?天线增益5dBi(天线可根据需求更换) –5.8G ?AP侧发射功率17dBm ?天线增益8dBi (天线可根据需求更换)

? 终端发射功率设定为10dBm,天线增益为2dBi ? 1242视距用户侧接受电平(2.4G)
–100m距离接受电平:Pr=27+5-85+2=-51dBm –200m距离接受电平:Pr=27+5-92+2=-58dBm

? 1242视距接受电平(2.4G)
–100m距离接受电平:Pr=10+2-85+5=-67dBm –200m Pr=10+2-92+5=-75dBm 200 距离接受电平:P 10 2 75dB
Presentation_ID ? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

16

思科室内/室外Mesh/AP计算参数
? 室内Mesh(1242)
–2.4G ?AP侧发射功率20dBm ?天线增益2.2dBi(天线可根据需求更换) –5.8G ?AP侧发射功率17dBm ?天线增益3.5dBi (天线可根据需求更换)

? 终端发射功率设定为10dBm,天线增益为2dBi ? 1242室内半开放环境用户侧接受电平(2.4G)
–20m距离接受电平:Pr=20+2.2-79.8+2=-55.6dBm –40m距离接受电平:Pr=20+2.2-87.6+2=-63.4dB

? 1242室内半开放环境接受电平(2.4G)
–20m距离接受电平:Pr=10+2-79.8+2.2=-65.6dBm –40m距离接受电平: 距离接受电平 Pr=10+2-87.6+2.2=-73.4dBm 87 6 2 2
Presentation_ID ? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

17

思科室内/室外Mesh/AP计算参数
? 室内Mesh(1131)
–2.4G ?AP侧发射功率20dBm ?天线增益3dBi(天线可根据需求更换) –5.8G ?AP侧发射功率17dBm ?天线增益4.5dBi (天线可根据需求更换) ? 终端发射功率设定为10dBm,天线增益为2dBi ? 1131室内半开放环境用户侧接受电平(2.4G)
–20m距离接受电平:Pr=20+3-79.8+2=-56.4dBm –40m Pr=20+3-87.6+2=-64.2dB 40 距离接受电平:P 20+3 64 2dB

? 1131室内半开放环境接受电平(2.4G)
–20m距离接受电平:Pr=10+3-79.8+2.2=-66.4dBm –40m距离接受电平:Pr=10+3-87.6+2.2=-74.2dBm
Presentation_ID ? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

18

思科室内/室外Mesh/AP计算参数
? 室外Mesh(1520)
–2.4G ?AP侧发射功率27dBm ?天线增益5dBi(天线可根据需求更换) –5.8G ? 侧发射功率22dBm ?AP ?天线增益8dBi (天线可根据需求更换)

? 终端发射功率设定为10dBm,天线增益为2dBi
? 1520视距用户侧接受电平(2.4G)
–100m距离接受电平:Pr=27+5-85+2=-51dBm –200m距离接受电平:Pr=27+5-92+2=-58dBm

? 1520视距接受电平(2.4G)
–100m距离接受电平:Pr=10+2-85+5=-67dBm –200m距离接受电平:Pr=10+2-92+5=-75dBm

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

19

Receiver Sensitivities with Single Antenna for 11b/g & 11a Rx sensitivity is improved up to
11g OFDM
Data Rate Rx Sensitivity 54 Mbps -80 dBm dB 18 Mbps -90 dBm 6 Mbps -91 dBm dB
4.5 dB when using 3 receive antennas compared to one antenna

Compared to AP1510: ? 7 dB better @ 54 Mbps ? 4 dB better @ 18 Mbps
15
dBm

11b DSSS
Data Rate Rx Sensitivity 11 Mbps -92 dBm 5.5 Mbps -95 dBm 1 Mbps -96 dBm

Signal 5 Noise 1000 0 Hz

11a OFDM
Data Rate Rx Sensitivity 54 18 Mbps Mbps -73 dBm
Cisco Confidential

6 Mbps -91 dBm

Compared to AP1510: ? 4 dB better @ 11 Mbps ? 5 dB better @ 5.5 Mbps ? 2 dB better @ Mbps All Sensitivities are @ ? 10% PER ? 1000 bytes Packet
20

-86 dBm

Rx Sensitivity will not degrade more than 2 Db @1% PER
Presentation_ID ? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

SNR Deployment Practices
? AP1510 Backhaul Data Rate LinkSNR Requirements
? ? ? ? ? ? Data RATE , MinSNR + Fade Margin = Required LinkSNR (good Link) 06Mbps 5dB + FM = 14dB 6dB 7dB 9dB 13dB 17dB 21dB 24dB + + + + + + + FM FM FM FM FM FM FM = = = = = = = 15dB 16dB 18dB 22dB 26dB 30dB 33dB

09Mbps 12Mbps 18Mbps 24Mbps ? 36Mbps ? 48Mbps ? 54Mbps

? Typical Fade Margin is ~9-10dB. ? We do not recommend going above 24Mbps as the SNR requirements will not make distances practical. ? 18 & 24 Mbps of data rate require similar SNRs to decode ? Since 24Mbps offers more throughput, it makes sense to use 24Mbps

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

21

大功率AP探讨

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

22

大功率AP探讨
? 功放基本原理 ? 适合运营商的AP部署

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

23

功放基本原理

功率检测

收发切换电路

LN

定向耦合器

A N

BPF 带通滤波器

RX 到无线收发器 收发切换开关 TX 到天线

PA

收发切换开关

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

24

所谓原生大功率AP的神话?
? H3C的原生功放号称完全集成在AP内部,信号经过数字处理后 直接进行放大。 ? 下面是标准的芯片厂商WiFi套片

功放位置

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

25

三家主流的WiFi芯片供应商
包含了PA和LNA
天线 接口 天线 接口

最大发射功率 17~18dBm 17 18dB

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

26

三家主流的WiFi芯片供应商
包含了PA和LNA
天线 接口

天线 接口 接口

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

27

三家主流的WiFi芯片供应商
天线 接口 天线 接口

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All righ ts reserved.

Cisco Confidential

28

真正适合运营商的AP部署-室外
? 覆盖距离 上行链路预算决定小区范围
多天线技术可有效提高小区覆盖范围 上行链路预算决定小区范围 MRC(最大结合比) 系统的MAC层处理能力 高处理能力AP+无线控制器共同分担MAC层处理 无线终端接入的调制方式 多天线技术提升调制机制 同频小区信道的信道共享 多天线技术无需增加AP发射功率(MRC/BF) 轻量级AP的RRM技术 提供空间复用能力 的 MIMO空间多任务技术
Presentation_ID ? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

? 网络容量

29

真正适合运营商的AP部署-室外
? 复杂的射频部署环境
更好的克服并利用多经环境 多 天线平衡网络上下行链路预算

? 网络实时及非实时应用体 验 提高无线网络容量 降低
无线网络时延

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

30

真正适合运营商的AP部署-室内分布系统

AP直接覆盖

AP加功放覆盖

?对于增加功放后的室分系统而言,虽然下行链路预算提高了但是其覆盖范围仍然受到终端的发 射功率限制即上行受限系统,因此满足可接受的覆盖效果的主要需求是WiFi终端通过室分系统 到达功放天线接口的信号强度不得低于-75dBm。 ?由于1242 AP的接受灵敏度可以到达-96dBm所以虽然功放具备较高的上行增益,但是如果覆 盖区域的2.4G带内噪音接近-98dBm,那么对于1242而言功放的上行增益实际上并没有意义。
31

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

思科1242接受灵敏度及速率参考

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

32

学校宿舍环境无线部署

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

33

学校宿舍典型结构
窗户

隔墙

厕所 宿舍门

隔墙 入室信号

楼道

入室信号

入室信号

入室信号

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

34

学校宿舍典型结构
入室信号

窗户

隔墙 隔墙

厕所 宿舍门(金属) 窗户

走廊 入室信号 入室信号

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

35

部署示例-福州工程学院

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Confidential

36

部署示例-北京人文大学

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

37

宿舍环境无线部署考虑
? 高密度用户环境覆盖
–用户接入速率选择 ?尽量采用802.11g的速率调制 方式 –系统容量 ?CCA( (clear channel assessment)信道空闲指示 ? 同频干扰 ?Duty Cycle (占空比)? 信 道利用率 –AP AP功率调节 ?降低AP间同频干扰 –客户端功率调节 ?降低同频小区终端的干扰

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

38

802.11a Data Rate

信号强度 (10% PER) -88dBm -87dBm -86dBm -85dBm -82dBm -79dBm -74dBm -73dBm 信躁比 (10% PER) 2 5 5.5 7.5 10.5 12.5 17 19
39

用户接入速率选择
? 信躁比 ? 信号强度

6 9 12 18 24 36 48 54

802.11g Data Rate 6 6 9 12 18 24 36 48 54
Presentation_ID

信号强度 (10% PER) -91dBm -85dBm -83dBm -81dBm -78dBm -74dBm -73dBm -73dBm

Data Rate 6 9 12 18 24 36 48 54

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

Presentation_ID

? 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

40


相关文章:
WiFi传输距离计算
物、多径等造成的损耗,将上述损耗的参考值计入上式中,即可计算出近似通信距离。...思科wlan无线传输距离损... 40页 免费 无线传输距离计算 9页 免费 DIY制作...
无线传输距离计算
+20lgF(MHz) 式中 Lfs 为传输损耗,D 为传输距离,频率的单位以 MHz 计算。...思科wlan无线传输距离损... 40页 免费 无线通信距离计算 2页 免费 微波无线...
无线传输距离和发射功率以及频率的关系
物、多径等造成的损耗, 将上述损耗的参考值计入上式中,即可计算出近似通信距离...思科wlan无线传输距离损... 40页 免费 无线通信距离的计算 2页 免费 可视距...
无线传输距离和发射功率以及频率的关系
、多径等造成的损耗,将上 述损耗的参考值计入上式中,即可计算出近似通信距离。...思科wlan无线传输距离损... 40页 免费 无线传输距离和发射功率... 2页 免费...
链路及空间无线传播损耗计算
链路及空间无线传播损耗计算 链路预算 MSCB SC 移动通信论 坛 9C 4T3M*S/Q ...思科wlan无线传输距离损... 40页 免费 链路及空间无线传播损耗... 7页 免费...
无线电波在自由空间传播时的距离计算方法
下面将简单介绍一下无 线传输路径分析中的自由空间损耗计算,信号接收强度的...无线传输距离计算 9页 免费 思科wlan无线传输距离损... 40页 免费 无线...
无线电传输距离
多径等 造成的损耗,将上述损耗的参考值计入上式中,即可计算出近似通信距 离。...思科wlan无线传输距离损... 40页 免费 无线传输距离计算 9页 1下载券 ©...
无线传输电磁损耗表
另外要做 802.11g 传输,还要 SNR>25dB, 1 米内电磁传播损耗测试,供实验参考...思科wlan无线传输距离损... 40页 免费 无线传输中降低系统功耗... 3页 免费...
无线传输计算公式
例如 400M,欲传 20KM 时:(可视的情况下) 自由空间损耗=32.4+20lg400+20...无线传输距离计算 9页 免费 无线传输距离计算 12页 免费 思科wlan无线传输距离损...
2.4G天线信号传输损耗
无线LWAN 2.4G 天线信号传输损耗损耗是指在传输过程...对于 WLAN,工作在 2.4GHz,在自由空间中传播损耗为(...距离(m) 1 5 20 30 40 50 80 100 损耗(dB)...
更多相关标签: