我們注意到波長,速度,頻率和幅度是波的定義特征,但是我們還對另一件事感興趣(如果您忘記了這是什么,則可能要回頭再看一遍)。重新閱讀該專欄)。我們還注意到,每種RF協議都取決于RF波的行為或波力學。在本專欄中,我們將集中討論衰減和自由空間路徑損耗的概念。
每個波都包含固定量的能量,并且隨著波的傳播,相同量的能量會散布在整個不斷增長的波前。就是說,單個波形成了一個不斷增長的“殼”,并且像膨脹的氣球的橡膠表面一樣,能量的傳播越來越稀薄。但是,與氣球不同,它永遠不會彈出,而是永遠膨脹。這就是為什么與信號相關的能量隨距離而下降,為什么下降1 / r2的原因-波前是表面積。這種插入能量稱為衰減,或更準確地說,稱為自由空間衰減。信號穿過某物時也會衰減,但此后會進一步衰減。
(來源:ruckuswireless.com)
發射信號比接收信號強得多的主要原因基本上是幾何形狀。如果我們的發射天線是典型的偶極天線(棒子,“橡皮鴨”),而我們的接收天線是相同的,那么這些天線必須離得很近以截取甚至1%的發射功率。最終結果是實際上只有很少量的發射能量擊中了接收器。
撞墻:當波浪撞擊物體時
如我們所見,僅在太空中旅行會嚴重降低接收信號的能量。在使用Wi-Fi的情況下,我們不必停在那里,因為我們還有其他需要擔心的問題。我們通常希望Wi-Fi能夠通過墻壁,門口或其他充滿“東西”的房間工作。這些東西如何影響Wi-Fi信號取決于所考慮的東西。大多數可能性如下:
(來源:ruckuswireless.com)
傳輸(帶有衰減):波浪撞擊墻壁并穿過墻壁,從而降低了信號強度(“損耗”)。這通常是預測性站點調查所建模的:路徑穿過的每堵墻都會增加多少路徑損耗。通常,在設計Wi-Fi部署時,最重要的因素是找出穿過墻壁的損耗(以及傳輸損耗)。作為設計經驗法則:“視線為最佳;視線為最佳。一堵墻好,兩堵墻壞。”但這確實取決于所涉及的材料。
反射:波浪從墻壁反彈。這對于Wi-Fi接入點(AP)和設備的設計非常重要,因為它是多路徑的源頭,也是多輸入/多輸出(MIMO)的秘密,其詳細信息將在后面的專欄中介紹。但是,如果您設計的是網絡而不是AP,那么在大多數情況下,這不會影響Wi-Fi網絡的日常運行。如果全反射,則墻壁不允許透射。盡管在故障排除或異常情況下可能會出現部分反射,但實際上它可能會發生在室內幾乎所有地方,并且不會影響您的設計。
您謙虛的作者知道一位Ruckus經銷商需要在兩座建筑物之間建立點對點鏈接,而這兩座建筑物之間有較高的第三座建筑物。由于無法獲得視線,該經銷商將信號反射出了第四座建筑物–玻璃塔–以“將信號包裹在拐角處”。更常見的情況是,如果您的家庭AP位于房屋的一側,因為那是您的Internet訪問位置,而您又無法繞開電纜進行適當的集中部署,則可以在其后面放置一面鏡子來實現“快速而臟”的定向天線。
折射:盡管這對于本次討論的完整性很重要,但與Wi-Fi設計無關。當電磁波以垂直但不垂直的任何角度撞擊表面時,電磁波將在傳播時發生彎曲。這就是為什么我們可以看到玻璃,以及為什么控制玻璃的幾何形狀可以使我們制造鏡片的原因。原則上可以構建Wi-Fi鏡頭,但是反射天線是集中信號的更有效方法。由于Wi-Fi波比可見光大得多(分別為5到12厘米和400到700納米,可見光)擊中了整個墻壁,因此波前的折射根本就沒有關系。
盡管傳輸,反射和折射是不同的效果,但通常三者都在同一堵墻中穿行-一些信號被傳輸,一些信號被反射,并且傳輸的信號可能被折射。
衍射:這是通過與海浪撞擊相同尺寸的開口發生的。結果,這波浪潮“傳播”更多。對于Wi-Fi而言,這種情況并不常見,但是您可能會遇到這樣的情況,即使AP客戶端的視線仍然不好,開門仍可以更好地接收信號。
吸收:這很簡單;信號被完全吸收,沒有透射或反射。這些影響可能都不是全部,但是鹽水水族館和樹木可能做得很好。
散射:這發生在不規則的反射表面上。您的環境中可能沒有足夠的迪斯科球,但是高中舞會的裝飾可能解釋了對Wi-Fi質量的抱怨突然增加。
別再碰自己了:當海浪互相撞擊時
當波浪碰撞時,它們最大的優點是它們彼此通過。在撞車之前,撞車之后,他們繼續前進,好像什么也沒發生。不幸的是,在他們碰到的地方,他們彼此陷入混亂。我們指出這一點是因為沖突波是我們在Wi-Fi中說“干擾”時的意思。
關于干擾,要記住的非常重要的一點是,干擾僅發生在接收器上!我們不在乎載波信號在到達接收器的途中受到了多大的干擾,而只是在接收器上發生了什么。同樣,在進行故障排除時,使用協議分析儀或頻譜分析儀時,您所看到的是分析儀的接收天線處發生的情況,而不是其他地方,因此請不要讓它愚弄您。
我們在RF通信中需要的是具有清晰規則特性的可預測的良好電波,因為這樣我們就可以檢測出傳達信息(“信號”)的那些特性中的變化。這就是干擾使我們付出的代價。
當波浪碰撞時,它們加起來。如果兩個波發生碰撞,則所得波的振幅將是振幅的總和。現在,如果原始信號是相似的波(相同的頻率和幅度)并且它們是同相的,那么波峰會擊中波谷而波谷會擊中波谷,那么它們就會相長干涉并且信號實際上會變得更強。相比之下,如果它們完全異相(相差180°),則它們會產生相消干擾,從而使信號降為零。
(來源:ruckuswireless.com)
這兩種情況都是理想的極端情況,除非有人試圖使它們發生,否則基本上不會發生。另一方面,由于Wi-Fi中只有這么多的信道,并且由于這些信道可以被其他協議使用,因此非常常見的是,多個發射機發送相同頻率的波而沒有相位的協調。
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