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      物聯網網絡層的基礎傳輸算法知識

      你小時候玩電話嗎?一個人提出了一條消息,并將其傳達給下一個人的耳朵。消息從一個人傳遞到另一個人,直到最終消息被宣布并與原始消息進行比較。有時,兩條消息之間存在細微差別,有時則消息完全丟失。

      從物聯網(IoT)設備向基站(或主數據庫)發送信號時,眾多組件和環境因素會影響傳輸。每個元素都像電話游戲中的小孩,接收信息并將其傳輸到鏈的下一部分。像那些孩子一樣,元素的可靠性,反復無常以及它們彼此之間的合作程度各不相同。

      物聯網網絡層的基礎傳輸算法知識

      鏈接物聯網的預算和信號鏈

      A信號鏈不是物聯網甚至是射頻應用所獨有的。最廣泛的定義是一系列信號調節元件,它們將處理后的輸入作為輸出提供給信號鏈中的下一個元件。因此,那些玩電話的孩子可能被認為是一個信號鏈。

      對信號鏈的擔憂是在聲學或音頻處理,DSP和其他RF應用中。您還可以聽到用于描述信號鏈的術語“電路拓撲”或“信號流”;但是,這些可以是具有替代含義的應用特定用途。

      關于您的特定物聯網應用,信號鏈包含您的信號從初始發射器到最終接收器通過的每個組件和傳輸介質。這可以像發射天線,空氣和接收天線一樣簡單。它還可能包括通過墻壁,森林或雨水傳輸,以及車載信號處理和天線連接。

      物聯網網絡層的基礎傳輸算法知識

      鏈路預算量化您的信號鏈。

      鏈路預算計算信號通過的每個組件和介質的衰減和增益。您從傳輸功率開始,并確保您有足夠的能力滿足每個接收器的靈敏度要求,尤其是基站的最終接收器。

      影響信號鏈性能的因素?

      雖然元件質量是RF信號鏈性能中最明顯的因素,但它只是幾個重要考慮因素之一:

      周圍材料:在規劃信號鏈時,應充分考慮傳感器系統周圍的材料。這包括套管材料以及混凝土墻,厚植被和管道等環境障礙物。把它想象成試圖通過圍巾耳語;你必須大聲低語才能傳達你的信息。

      距離:你的信號需要旅行的距離會影響你的鏈接預算。即使在空中或自由空間,信號傳播時也不可避免地發生衰減。

      有損連接:連接不良幾乎摧毀了我工作的第一個信號鏈。當我們使用定制電纜時,出現了大量的插入損耗。這在我們的計算中從未考慮過。信號功率不夠高,無法在沒有更好的電纜終端的情況下完成。在電話中,如果一個小孩在竊竊私語時吐痰,沒有人會靠近聽到他說的話,而且消息也無法通過。

      環境噪音:如果你有很多傳感器在傳輸在同一頻段或其他競爭帶寬的信號上,存在干擾的可能性。好的接收器和發送器硬件應該能夠區分消息。您應該了解硬件如何處理信號沖突,以確保同時傳輸仍然可以通過。

      如何確定鏈接預算

      我不確定如何計算玩電話的孩子的鏈接預算,但RF更簡單一點。

      物聯網網絡層的基礎傳輸算法知識

      孩子的鏈接預算比你的組件更難計算。

      鏈接預算的基本公式是:

      收到功率(dB)=發射功率(dB)+增益(dB) - 損耗(dB)

      從源發射功率開始,增加天線和中繼器的增益。然后,減去連接器的損耗和信號傳輸的任何信號,無論是空氣還是傳輸線。請記住,分貝是一個對數單位,所以你實際上是乘法和除法而不是加減法。

      優化射頻信號鏈和鏈接預算

      跟蹤信號鏈中的各種信息及其性能規格可能需要花費大量時間(和電子表格)來管理。使用可以管理列表和規格的綜合PCB設計軟件可以使整個設計過程變得更加容易。

      您將需要使用能夠跟蹤設計規則,標記潛在錯誤,制作設計軟件的設計軟件。易于跟蹤元件放置和布線,幸運的是AltiumDesigner?具有所有這些功能和更多功能。如果您正在尋求更多有關理解鏈接預算的幫助,請向Altium的專家咨詢。

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