Emporio Armani мужские    часы

Emporio Armani мужские часы

Гуманитарные науки

У нас студенты зарабатывают деньги

 Дипломы, работы на заказ, недорого

Дипломы, работы на заказ, недорого

 Cкачать    курсовую

Cкачать курсовую

 Контрольные работы

Контрольные работы

 Репетиторы онлайн по английскому

Репетиторы онлайн по английскому

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Базовые устройства электроники Низкочастотный RC- генератор Расчет полюсов ARC-фильтра Спинтроника Расчет управляемых тиристорных выпрямителей LC-генератор с обратной связью Полевые транзисторы

Проектирование электронных устройств. Типовые задачи с решениями

Курсовая работа на тему Математический расчет дальности Wi-fi сигнала

Как работает Wi-Fi

 Для начала, разберемся в том, что же из себя представляет технология Wi-Fi. Технологией Wi-Fi называют один из форматов передачи цифровых данных по радиоканалам. Изначально устройства Wi-Fi были предназначены для корпоративных пользователей, чтобы заменить традиционные кабельные сети.

 Для передачи данных Wi-fi использует диапазон частот СВЧ:

Сверхвысокочастотное излучение (СВЧ-излучение) — электромагнитное излучение, включающее в себя сантиметровый и миллиметровый диапазон радиоволн (от 30 см — частота 1 ГГц до 1 мм — 300 Ггц).

 Радиоволна в процессе распространения в пространстве

занимает объем в виде эллипсоида вращения с

максимальным радиусом в середине пролета, который

называют зоной Френеля (рис. 1). Естественные (земля, холмы, деревья) и искусственные (здания, столбы) преграды, попадающие в это пространство, ослабляют сигнал.


Рис. 1. Естественные и искусственные преграды,

попадающие в некоторый

объем вдоль линии распространения,

существенно ослабляют сигнал

 Уровень Wi-fi сигнала принято выражать в децибелах. Изначально мощность любого передатчика в настройках wi-fi точки/маршрутизатора выражается в милливатах.

Транзисторный усилитель (ТРУ), представленный электрической принципиальной схемой, в зависимости от характера вход­ного сигнала может работать в различных режимах.

При большом быстроизменяющемся входном сигнале в ТРУ транзистор проявляет нелинейные и динамические свойства, которые могут быть представлены эквивалентной схемой

Уравнения соединений, составленные по законам Кирхгофа, определяются только схемами соединений ветвей, т.е. геометрической структурой цепи, и не зависят от вида и характеристик элементов, т.е. физического содержания ветвей.

 Схема находится в статическом режиме, если на нее воздействуют постоянные во времени сигналы

Рассмотрим простейшую математическую модель цепи с диодом для статического режима

При расчете статического режима методом Ньютона возникает необходимость решения, системы линейных алгебраических уравнений на каждой итерации. Численные методы решения систем линейных уравнений делятся на две группы

При малом входном сигнале нелинейные функции, описывающие свойства приборов, в окрестности статического режима можно считать линейными и представлять параметрами, рассчитанными (или измеренными) в статическом режиме

Таким образом, расчет динамического режима сводится к решению к-раз на каждом шаге численного интегрирования систем линейных алгебраических уравнений, например, рассмотренным ранее методом Гаусса.

При воздействии на схему большого гармонического сигнала с для составлении математической модели схемы в частотной области применяют однократное преобразование Фурье.

Электронная схема для математической модели динамического режима в частотной области с большим сигналов

Наибольшее распространение при анализе чувствительности нашли метод приращений, методы, основанные на решении уравнений чувствительности - моделей чувствительности, метод присоединенных схем

Схема замещения полупроводникового диода состоит из идеального диода, изображенного в виде нелинейного зависимого источника тока I(V), емкости р-п-перехода С и объемного сопротивления RS . Нелинейная модель полупроводникового диода

 Понятие зон Френеля основано на принципе Гюйгенса, согласно которому каждая точка среды, до которой доходит возмущение, сама становится источником вторичных волн,

и поле излучения может рассматриваться как суперпозиция всех вторичных волн. На основе этого принципа можно показать, что объекты, лежащие внутри концентрических окружностей, проведенных вокруг линии прямой видимости двух трансиверов, могут влиять на качество как положительно, так и отрицательно. Все препятствия, попадающие внутрь первой окружности (первой зоны Френеля), оказывают наиболее негативное влияние. При создании радиомоста между двумя сетями надо знать тот факт, что пространство вокруг прямой линии, проведённой между приёмником и передатчиком должно быть свободно от отражающих и поглощающих препятствий в радиусе, сравнимом с 0.6 радиуса первой зоны Френеля. Её размер можно рассчитать исходя из следующей формулы:

где r – радиус первой зоны Френеля, м;

f – значение частоты обмена, GHz;

D1 и D2 – расстояния до препятствия от передатчика и приемника, км.

Пользовательский Wi-Fi

 Итак, выяснив как работает Wi-fi и какой тип радио-волн используется для передачи данных остановимся по подробнее на пользовательских стандартах. Стандарты wi-fi были разработаны Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE (англ. Institute of Electrical and Electronics Engineers — международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники, мировой лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике и электротехнике). Разделяют следующие виды пользовательских стандартов:

802.11 — Изначальный 1 Мбит/с и 2 Мбит/c, 2,4 ГГц и ИК стандарт (1997)

802.11b — Улучшения к 802.11 для поддержки 5,5 и 11 Мбит/с (1999)

802.11g — 54 Мбит/c, 2,4 ГГц стандарт (обратная совместимость с b) (2003)

802.11n — Увеличение скорости передачи данных (600 Мбит/c). 2,4-2,5 или 5 ГГц. Обратная совместимость с 802.11a/b/g (сентябрь 2009)

802.11b/g/n

Канал А

Центральная частота Б (ГГц)

1

2,412

2

2,417

3

2,422

4

2,427

5

2,432

6

2,437

7

2,442

8

2,447

9

2,452

10

2,457

11

2,462

12

2,467

13

2,472

14

2,48

 5 МГц между центральными частотами соседних каналов, исключая 14-й.
Каждый канал занимает полосу частот 20 МГц, поэтому в этом диапазоне невозможна одновременная работа более чем 3-х каналов без взаимного перекрытия.

 В таблице ниже представлены опорные частоты и длины волн тринадцати актуальных для нас (принятых в Европе) каналов Wi-Fi диапазона 2,4 ГГц.

Номер канала

Частота, МГц

Длина волны, мм

1

2412

124,3

2

2417

124,0

3

2422

123,8

4

2427

123,5

5

2432

123,3

6

2437

123,0

7

2442

122,8

8

2447

122,5

9

2452

122,3

10

2457

122,0

11

2462

121,8

12

2467

121,5

13

2472

121,3

Сравнение стандартов IEEE 802.11

Стандарт

802.11a

802.11b

802.11g

Макс. скорость передачи, Мбит/с

54

11

54

Поддержка скоростей передачи, Мбит/с

6, 12, 24

1, 2, 5.5, 11

1, 2, 5.5, 6, 11, 12, 24

Опциональная поддержка скоростей передачи, Мбит/с

9, 18, 36, 48, 54

-

33, 36, 48, 54

Число не перекрывающихся каналов

12

3

3

Расстояние и скорость передачи данных в помещении, метр @ Мбит/с

12 @ 54 
91 @ 6

30 @ 11 
91 @ 1

30 @ 54 
91 @ 1

Расстояние и скорость передачи данных в пределах прямой видимости, метр @ Мбит/с

30 @ 54 
305 @ 6

120 @ 11 
460 @ 1

120 @ 54 
460 @ 1

Рабочая частота, ГГц

5

2.4

2.4

Схема модуляции

Мультиплексирование с разделением по ортогональным частотам (OFDM)

Широкополосная модуляция с прямым расширением спектра (DSSS)

Мультиплексирование с разделением по ортогональным частотам (OFDM)

Wi-fi антенны

 Внешние Wi - Fi антенны служат для усиления сигнала, что позволяет увеличить зону покрытия Wi-Fi сетей.

 В основном распространены пассивные антенны - круговые (всенаправленные) и направленные. Основное различие – характер распространения волн антенной.

 Круговая антенна излучает сигнал по кругу 360* (горизонталь) и зона покрытия имеет вид тороида.


 Направленная антенна распространяет волны лишь на определенный сектор.

 В остальном у антенн есть четыре основные характеристики, на которые нужно обратить внимание:

 Поляризация – отражает специфику распространения радиоволн. Бывает горизонтальная(линейная) и вертикальная. При проектировании сети это необходимо учитывать при подборе антенн, поляризация обязательно должна совпадать.

 HPBW по горизонтали – угол распространения вол по горизонтали. Для всех круговых антенн равен 360*. Для направленных Wi-Fi антенн значительно меньше.

 HPBW по вертикали – угол распространения волн по вертикали. Обратите внимание на этот параметр при подборе антенн, т.к. при малом угле возможно возникновение мертвых зон.

 Усиление – выражается в dBi и характеризует усиление сигнала. Чем больше dBi , тем на большем расстоянии можно установить связь с сетью.

 Удлинительные провода для антенн – используются, если антенна удалена от точки доступа или сетевой карты. Особое внимание следует уделить разъемам, т.к. у разных производителей они могут различаться. Провода используются специальные СВЧ, длина проводов должна быть как можно меньше.


На главную страницу: Контрольная по электронике