정보

무선 신호 경로 손실

무선 신호 경로 손실

무선 경로 손실은 무선 통신 시스템 또는 무선 통신 시스템 설계의 핵심 요소입니다.

모든 무선 신호가 송신기에서 수신기로 이동할 때 감쇠를 겪게되는 것은 사실입니다. 다양한 현상이이 무선 경로 손실을 일으 킵니다.

무선 경로 손실의 원인을 이해하면 영향을 미치는 다양한 문제에도 불구하고 모든 시스템이 최상의 성능을 발휘하도록 설계 할 수 있습니다.

무선 경로 손실이 시스템에 미치는 영향

무선 신호 경로 손실은 무선 통신 시스템 또는 무선 통신 시스템의 많은 요소, 특히 송신기 전력과 안테나, 특히 이득, 높이 및 일반적인 위치를 결정합니다. 어떤 주파수를 사용하든 마찬가지입니다.

시스템을 계획 할 수 있으려면 무선 경로 손실의 원인을 이해하고 주어진 무선 경로에 대한 신호 손실 수준을 결정할 수 있어야합니다.

무선 경로 손실은 종종 수학적으로 결정될 수 있으며 이러한 계산은 커버리지 또는 시스템 설계 활동을 준비 할 때 종종 수행됩니다. 이는 신호 전파 속성에 대한 지식에 따라 다릅니다.

따라서 무선 경로 손실 계산은 다양한 위치에서 신호 강도를 결정하기 위해 많은 무선 및 무선 조사 도구에서 사용됩니다. 이러한 무선 조사 도구는 장비를 설치하기 전에 무선 신호 강도를 결정하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이동 통신 사업자의 경우 매크로 셀 기지국에 대한 투자가 높기 때문에 무선 커버리지 조사가 중요합니다. 또한 무선 측량 도구는 설치 전에 문제를 해결하고 비용을 대폭 절감 할 수 있기 때문에 대규모 사무실 및 기타 센터에 무선 LAN 시스템을 설치하는 것과 같은 응용 프로그램에 매우 귀중한 서비스를 제공합니다. 따라서 무선 측량 도구 및 소프트웨어에 대한 중요성이 증가하고 있습니다.

무선 경로 손실 기본 사항

신호 경로 손실은 본질적으로 전자기파 또는 신호가 이동하는 환경을 통해 전파 될 때 전력 밀도의 감소입니다. 이것은 모든 무선 통신, 방송 및 무선 통신 시스템에 영향을 미칩니다.

발생할 수있는 무선 경로 손실에는 여러 가지 이유가 있습니다.

  • 여유 공간 손실 : 자유 공간 손실은 신호가 확산됨에 따라 여전히 감소 할 신호를 감쇠시키는 다른 효과없이 신호가 공간을 통과 할 때 발생합니다. 이것은 무선 통신 신호가 계속 증가하는 구체로 확산되는 것으로 생각할 수 있습니다. 신호가 더 넓은 영역을 커버해야하기 때문에 에너지 보존은 커버되는 영역이 커짐에 따라 주어진 영역의 에너지가 감소한다는 것을 알려줍니다.
  • 회절: 회절로 인한 무선 신호 경로 손실은 물체가 경로에 나타날 때 발생합니다. 신호는 물체 주변에서 회절 될 수 있지만 손실이 발생합니다. 개체가 더 둥글수록 손실이 더 큽니다. 무선 신호는 날카로운 모서리, 즉 파장에 대해 날카로운 모서리 주변에서 더 잘 회절되는 경향이 있습니다.
  • 다중 경로 : 실제 지상 환경에서는 신호가 반사되어 다양한 경로를 통해 수신기에 도달합니다. 이러한 신호는 신호의 상대적 위상에 따라 서로 더하거나 뺄 수 있습니다. 수신기를 움직이면 시나리오가 변경되고 전체 수신 신호가 위치에 따라 달라집니다. 모바일 수신기 (예 : 셀룰러 통신 전화)는 Rayleigh 페이딩으로 알려진이 효과의 영향을받습니다.
  • 흡수 손실 : 무선 신호가 무선 신호에 완전히 투명하지 않은 매체로 전달되면 흡수 손실이 발생합니다. 여기에는 다음과 같은 여러 가지 이유가 있습니다.
    • 건물, 벽 등 : 무선 신호가 벽, 건물 또는 건물 내 가구와 같은 고밀도 물질을 통과 할 때 감쇠를 겪습니다. 특히 셀룰러 통신에 적용 할 수 있습니다. 건물, 주택 등의 신호가 상당히 감소합니다. 무선 신호 감쇠는 고주파 모바일 대역에서 더 두드러집니다. 800 / 900MHz와 달리 2.2GHz.
    • 대기 수분 : 높은 마이크로파 주파수에서 무선 경로 손실은 강수량 또는 공기 중의 습기로 인해 증가합니다. 무선 신호 경로 손실은 기상 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 그러나 이것은 일반적으로 마이크로파 영역으로 더 나아가 눈에 띄는 영향을 미칩니다.
    • 초목: 울창한 숲에서는 낮은 주파수에서도 신호가 상당히 감소하는 것으로 나타났습니다. 이것은 초목이 상당한 수준의 무선 경로 손실을 유발할 수 있음을 보여줍니다. 나무와 나뭇잎은 특히 젖었을 때 무선 신호를 약화시킬 수 있습니다.
  • 지역: 신호가 이동하는 지형은 신호에 상당한 영향을 미칩니다. 분명히 경로를 방해하는 언덕은 신호를 상당히 감쇠시켜 종종 수신을 불가능하게 만듭니다. 또한 저주파에서 지구의 구성은 현저한 영향을 미칩니다. 예를 들어 장파 대역에서 신호는 전도성이 더 높은 지형에서 가장 잘 전달되는 것으로 나타났습니다. 해로 또는 습지 또는 습한 지역. 건조한 모래 지형은 더 높은 수준의 감쇠를 제공합니다.
  • 분위기: 대기는 무선 신호 경로에 영향을 미칠 수 있습니다.
    • 전리층: 낮은 주파수, 특히 30 ~ 50MHz 미만에서는 전리층이 지구로 다시 반사 (또는 더 정확하게 굴절)하는 중요한 효과가 있습니다. 그러나 일부 영역, 특히 D 영역과 E 영역을 덜 통과 할 때 신호는 반사 / 굴절보다는 감쇠를 겪을 수 있습니다. 이로 인해 상당한 무선 경로 손실이 발생할 수 있습니다.
    • 대류권: 50MHz 이상의 주파수에서 대류권은 굴절률 변화의 결과로 신호를 지구로 다시 굴절시키는 큰 영향을 미칩니다. UHF 방송의 경우 이는 적용 범위를 수평선 너머 약 1/3까지 확장 할 수 있습니다. 굴절은 때때로 일반적으로 특정 영역에 도달하는 신호가 굴절 될 수 있음을 의미 할 수 있습니다.

이러한 이유는 모든 무선 시스템에서 신호 경로 손실을 일으키는 주요 요소 중 일부를 나타냅니다.

무선 경로 손실 예측

무선 신호 경로 손실에 영향을 미치는 다양한 요소를 이해하는 주요 이유 중 하나는 주어진 경로에 대한 손실을 예측할 수 있거나 특정 기지국, 방송국 등에 대해 달성 할 수있는 커버리지를 예측할 수 있기 때문입니다.

자유 공간 시나리오에 대해서는 예측이나 평가가 상당히 정확할 수 있지만 실제 지상 응용 프로그램의 경우 고려해야 할 요소가 많기 때문에 쉽지 않으며 그 영향에 대한 정확한 평가를 항상 얻을 수있는 것은 아닙니다.

그럼에도 불구하고 무선 경로 손실을 예측하고 커버리지를 추정하는 데 사용할 수있는 무선 조사 도구 및 무선 커버리지 예측 소프트웨어 프로그램이 있습니다. 이를 수행하기 위해 다양한 방법이 사용됩니다.

여유 공간 경로 손실은 역 제곱 법칙 (즉, 1 / (범위))에 따라 강도가 다릅니다.2, 또는 범위가 10 년당 20dB 증가합니다. 이 계산은 구현하기 매우 간단하지만 신호 경로 손실에 대한 실제 지상 계산은 훨씬 더 복잡합니다. 실제 상황이 계산을 어떻게 변경할 수 있는지 보여주기 위해 종종 이동 전화 사업자는 역 제곱 법칙을 1 / (범위)로 수정할 수 있습니다. 여기서 n은 건물과 휴대폰과 기지국 사이의 기타 장애물로 인해 3.5에서 5 사이로 달라질 수 있습니다.

대부분의 경로 손실 예측은 아래에 설명 된 기술을 사용하여 이루어집니다.

  • 통계적 방법 : 신호 경로 손실을 예측하는 통계적 방법은 일반적인 유형의 무선 링크에 대한 측정 및 평균 손실에 의존합니다. 이러한 수치는 데이터를 기반으로 수치를 계산할 수있는 예측 모델에 입력됩니다. 애플리케이션에 따라 다양한 모델을 사용할 수 있습니다. 이러한 유형의 접근 방식은 일반적으로 셀룰러 네트워크를 계획하고 PMR (Private Mobile Radio) 링크의 커버리지를 추정하고 브로드 캐스트 커버리지 계획에 사용됩니다.
  • 결정 론적 접근 : 무선 신호 경로 손실 및 커버리지 예측에 대한 이러한 접근 방식은 기본 물리 법칙을 계산의 기초로 활용합니다. 이러한 방법은 주어진 영역 내의 모든 요소를 ​​고려해야하며 더 정확한 결과를 제공하는 경향이 있지만 많은 추가 데이터와 계산 능력이 필요합니다. 복잡성을 고려할 때 필요한 데이터의 양이 허용 가능한 한도 내에있는 단거리 링크에 사용되는 경향이 있습니다.

이러한 무선 측량 도구 및 라디오 커버리지 소프트웨어 패키지의 기능이 증가하고 있습니다. 그러나 정확한 수치를 입력하고 결과를 만족스럽게 해석 할 수 있도록 전파 전파에 대해 잘 이해하고 있어야합니다.

특정 무선 전송에 대해 무선 경로 손실은 여러 가지 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 이것은 종종 정확한 무선 경로 손실 계산을 어렵게 만듭니다. 그러나 항상 좋아하는 것만 큼 정확하지 않더라도 무선 경로 손실 계산을 통해 장비를 요구 사항을 충족하도록 설계 할 수 있습니다.


비디오보기: 데이터 통신 기초 2 (일월 2022).