Fading, shadowing falan filan – radyo iletim problemleri, birinci bölüm

2015.06.14
Yazar: RFBENCHMARK
Paylaş:


Fading, shadowing falan filan – radyo iletim problemleri, birinci bölüm

Radyo iletimi verimlidir ve şu anda kablosuz bilgileri göndermek için tek yol.
Radyo iletişim kullanım örnekleri:
– ordu, asker (savaş olduğu zaman ,diyatermi , walkie-talkie,telsiz telefon…),
– televizyon (radyo bağlantıları, uydu, canlı aktarım…),
– IT (WiFi, WiMax, Bluetooth…),
– Telekomünikasyon (mobil şebekeler, uydu iletişimi…)
– ve diğerleri.

Ne yazık ki, elektromanyetik dalga mükemmel değildir.Radyo yayın iletimi sırasında birçok sorunlarla karşılaşabilirsiniz.Mobil şebeke şanzıman ile en sık görülen sorunlar tartışılacaktır.Ayrıca mobil şebeke kullanıcı radyo ile ilgili sorunlar bilgilendireceğiz. Her konu ayrı ele alınacaktır. İlk “path loss” olacak! 🙂

Path loss (işaret yolu kaybı) – boşlukta zayıflama

Otuz mhzden yüz ghze kadar olan bir aralıkta radyolink operasyonları için yol, kayıp, agc dizaynı yapan ve simüle eden güzel bir program. Mobil istasyonun yani bildiğimiz cep telefonunun hareket halindeyken konuşmanın düşmesini engelleyen işlemdir. Bir arama, hücre sınırı geçildiğinde ya da mevcut baz istasyonuyla arasındaki mesafe arttığında dolayısıyla sinyal seviyesi azaldığında düşer.

Bir hücresel sistemde her hücrenin komşu hücreleri bulunmaktadır ve sistem mobil istasyonun hangi hücreye geçebileceğini saptayabilmektedir. Sistem tarafından yapılan ölçümlerde azalma tespit edilir ve farklı istasyondan daha güçlü ölçüm gelirse arama o istasyona kaydırılır ve konuşmada kesilme gerçekleşmez. Bts’ler arası ve Msc’ler arası olmak üzere iki çeşidi vardır.

Dropped call – cep telefonu bağlantısının kesilmesi ; raporlara göre düştü aramaların oranı (İngilizcede Dropped Call Rate [%]), bir sırasında idam tüm düştü aramaların yüzdesi hakkında bilgilendirir, mesela Drive Test.




H esaplamalar için mühendisler FSL için aşağıdaki formülü kullanıyorlar (Free Space Path Loss, Lp).

Lp [dB] = 20 log10 (4πfd/c)

mesela:
f – iletilen sinyalin frekansı[Hz],
d – verici ve alıcı anten arasındaki mesafe[m],
c – ışık hızıok. (300 000 km/s).

Aşağıdaki grafik örnek, Frekans 2100 MHz ve ERP gücü için (İngilizcede Effective Radiated Power) 26dBm eşittir.

Etkin yayın gücü, ERP (ang. Effective Radiated Power) – radyo ve televizyon yayıncılığında anten çıkış gücü. Gerçekte bu güç anten sistemine verilen güçtür. Ancak anten sistemi bu gücü her yöne eşit olarak dağıtmaz. Zaten bu mümkün de değildir. Güç yoğunluğu daima belli yönlerde diğer yönlerden daha fazladır. Kullanılan antenin tipine ve şayet bir den fazla anten kullanılıyorsa, bu antenlerin bağlantı ve yerleştirilme şekline göre, anten kimi zaman tek yöne kimi zaman birkaç yöne, kimi zaman da dört ana yönü de kapsayacak biçimde bütün çevreye yayın yapar. Ama hiçbir izleyicinin olmadığı tepe noktasına yayın yapılmaz. Bu durum yayın yapılmayan yönlere ait güç yoğunluğunun yayın yapılan yönlere eklenmesi gibi düşünülebilir.

Eşyönlü ya da izotropik anten her yöne eşit güç yoğunluğu ile yayın yapan sanal (gerçekte üretilmesi imkansız) anten demektir. Böyle bir sanal antenin yayın güc yoğunluğu rahatlıkla hesaplanabilir. Yeteri kadar uzak olmak, yani yayınlanan elektromanyetik sinyalin dalga boyundan çok daha uzak fazla olmak kaydıyla, birim alan üzerine düşen güç uzaklığın karesiyle azalır. Buna göre, aynı uzaklıkta olmak kaydıyla, her yönde güç yoğunluğu eşittir. 99 dB’den 121’e kadar – figür artan mesafe ile zayıflama miktarını artırdığını gösteriyor. 22 dB’lik bir büyüme zayıflatma bir sonucu olarak, sinyal seviyesi, yaklaşık 160 kat düşer. Verici 26 dBm ERP eşit güçle yayar yani alınan sinyal kuvveti -73’ten -95dBm’a kadar arasında değişir.

Gerçek antenlerde de güç yoğunluğu uzaklığın karesi ile azalır. Ne var ki, aynı uzaklıkta da olsa, farklı yönlerde farklı güç yoğunluğu ölçülür. Gücün maksimum olduğu yöndeki güce izotropik etkin güç denilir. Bu güc verici çıkış gücü, anten kazanç katsayısı ve kablo konnektör zayıflatma katsayılarının çarpımıdır. Anten kazanç katsayısı gücün maksimum olduğu yönde bu gücün sanal izotropik anten gücünden ne kadar fazla olduğunu gösteren bir katsayıdır.Gerek anten kazanç katsayısı, gerekse kablo ve konnektör zayıflatma katsayısı geleneksel olarak desibel notasyonuyla verilir.
En ünlü iki formül yayılma şunlardır:
– Okumur-Hat formül (Frekans 150’den 1920 MHz’a kadar),
– COST 231 formül -Walfish-Ikegami (Frekans 800’den 2000 MHz’a).

Verimlilik, antene uygulanan gücün anten tarafından yayılması yada anten içinde harcanması ile ilgilidir. Eğer bir anten girişine uygulanan bu gücü uzağa yayabiliyorsa; Yüksek verimli anten, uzağa yaymak yerine içinde harcayıp büyük bir kısmını absorbe ediyorsa düşük verimli anten olarak adlandırılır. Anten verimliliği, antenle iletim hattının uyumsuz empedans değerlerinde seçilmesi sonucu değişir. Kısaca, anten çıkışında elde edilen gücün, anten girişindeki güce oranlanması bize anten verimliliğini verir. Anten kazancı üzerinde etkisi olan faktörler kısaca bunlardır.

Mühendisler sistemleri GSM 900, WCDMA 900 kullanılır o yüzden aynı güç aktarım dalga uzun mesafelerde yayar. Hibrit çözümler de uyarlanabilir. Örneğin bir firma tüm bilgi işlem alyapısı için bir ERP sistemi kullanırken güvenlik kaygıları ile bordro sistemini ayrı bir insan kaynakları yazılımı ile takip edebilir.





Yorum gizleyin
1