برای محاسبه فاصله تحت پوشش امواج فرمولهای بسیار ساده ای وجود دارند که باعث یک دید کلی نسبت به موضوع میگردند.
اما ازجایی که این موارد فقط تئوری هستن و به صورت ایده ال محاسبه میشوند همیشه باید تجربیات را هم با آنها آمیخت تا بتوان پیش بینی نسبتا درستی انجام داد.
برای محاسبه وجود سیگنال موثر در فاصله مورد نظر در ابتدا باید EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) را محاسبه کرد.
جهت محاسبه EIRP نیاز به اندکی اطلاعات در باره تجهیزات مورد استفاده داریم.
1- Transmitter output power
این عدد مربوط به قدرت خروجی دستگاه فرستنده است.واحد مورد استفاده برای اندازه گیری این کمیت dBm میباشد.
dBm به دسی بل میلی وات اشاره میکند، برای تبدیل توان خروجی از mW به dBm بر میگردیم باید توان خروجی (P) را به میلی وات محاسبه کرده و در فرمول زیر قرار داد تا عدد مورد نظر به dBm به دست آید:
dBm= 10*logP
به عنوان مثال خروجی یک سنائو 2611 - 200 میلی وات است.داریم :
10*log(200) : log(200) = 2.3 —> 200mW = 23dBm
2-Loss in a coaxial cable
اگر آنتن به وسیله یک کابل به فرستنده متصل باشد باید افتی را که توسط کابل ایجاد می شود بدانیم، این افت بستگی به نوع کابل مورد استفاده دارد.
موارد زیر مقدار افت در کابلهای مختلف به ازای هر متر در فرکانس 2.45 گیگاهرتز نشان میدهد:
RG58 = 1dB
RG213 = 0.6 dB
RG174 = 0.9 dB
LMR400 = 0.22 dB
(علاوه بر افتی که کابل ایجاد میکند کانکتور ها هم در ایجاد افت سهیم هستند)
3- Antenna gain
اين عدد معمولا به صورت dBi نشان داده میشود dBi به isotropic decibels اشاره دارد، در این مورد Gain آنتن مورد نظر نسبت به یک آنتن ایده ال که انرژی را در همه جهات و با یک قدرت تابش میکند محاسبه میگردد.
در بعضی موارد Gain آنتن به صورت dBd داده می شود که برای تبدیل آن به dBi باید 2.14 به عدد داده شده اضافه شود dBd در مقایسه آنتن با یک آنتن دو قطبی (dipole) به دست می آید.
نکته1 : هر چه Gain یک آنتن بیشتر باشد تابش انرژی توسط آنتن متمرکزتر صورت میگیرد.
نکته 2: Gain یک آنتن چه برای ارسال و چه برای دریافت امواج مساوی است.
حالا اعداد اولیه را جهت محاسبه EIRP داریم. به عنوان مثال یک دستگاه که دارای توان خروجی 200 میلی وات است، کابل رابط مورد استفاده برای اتصال آنتن به فرستنده دارای افت 1 dB میباشد و یک آنتن داریم که Gain آن 15 dBi بیان شده است.
EIRP = Transmitter output power - Loss in a coaxial cable + Antenna gain
EIRP = 23dBm(200mW) - 1 dB + 15 dBi = 37 dB
37 دسی بل توان تابشی موثر تجهیزاتی است که از آن برای تابش امواج استفاده کردیم.این میزان را همانطور که مشاهده فرمودید میتوان با استفاده از یک فرستنده 23 دسی بل ، یک کابل با افت 1 و یک آنتن با Gain 15dBi به دست آورد.
به همین صورت میتوان به این توان تابشی با یک فرستنده 27 دسی بل و یک آنتن با Gain 11dBi (البته اگر وجود داشته باشد) دست یافت.
خب حالا که EIRP محاسبه شد باید ببینیم که چه میزان از امواج تابشی در طرف تجهیزات گیرنده باقی میماند. این مقدار شدیدا به فاصله ارتباط دارد.(البته اگه باز هم حالت ایده ال را در نظر گرفت و دید مستقیم در ارتفاع مناسب وجود داشه باشد)
برای محاسبه افتی که به خاطر فاصله (Free space loss) در 2.4 گیگاهرتز به وجود میاد از فرمول زیر استفاده میکنیم:
Free space loss = 104.2 + 20log D
که در این فرمول D همان فاصله به مایل میباشد.مثلا اگر فاصله مورد نظر 4 مایل باشد افت محاسبه شده 116.2 دسی بل میباشد.
با این حساب اگر توان تابشی موثر فرستنده 37 دسی بل و فاصله 4 مایل(6.4 کیلومتر) باشد قدرت سیگنال در فاصله 4 مایلی این طور محاسبه می شود :
37dB - 116.2dB = -79.2dB
این عدد قدرت سیگنالی است که به تجهیزات گیرنده میرسد.تجهیزات گیرنده نیز دارای مشخصاتی هستند.یکی از آنها Gain آنتن گیرنده می باشد.همانطور که قبلا نیز اشاره شد Gain یک آنتن در هنگام ارسال و یا دریافت تفاوتی نمیکند.مشخصه دیگر افتی است که کابل رابط آنتن سمت گیرنده ایجاد میکند و در آخر حساسیت دستگاه گیرنده که تعیین می کند لینک وایرلس عمل خواهد کرد یا خیر.
به مساله بر میگردیم.فرض میکنیم در سمت گیرنده نیز از همان نوع آنتن و کابل سمت فرستنده استفاده شده است.بنابر این Gain آنتن 15dBi و افت کابل 1 دسی بل می باشد.حساسیت دستگاه گیرنده نیز به نوع دستگاه بستگی دارد. مثلا senao 2611 برای ارتباط 11Mbps به حداقل 83- دی بی و برای ارتباط 1Mbps به حداقل 93- دی بی نیاز دارد.
قدرت سیگنال در فاصله مورد نظر 79.2- دی بی بود.Gain آنتن 15 ، افت کابل 1 و حساسیت گیرنده 83- دی بی است.داریم :
SOM = -79.2 + 15 - 1 + 83 = 17.8
عدد به دست آمده از محاسبات 17.8 میباشد که نشان دهنده این است که اگر سازندگان آنتن و کابل و تجهیزات وایرلس دروغ نگفته باشند و در راه اندازی این لینک 4 مایلی همه موارد دخیل به صورت ایده آل باشند این لینک بدون هیچ مشکلی باید با سرعت 11 مگابیت بر ثانیه کار کند.
این عملیات و محاسبات همگی بر پایه تئوری می باشند و همانطور که در ابتدا مطرح گردید همیشه باید عوامل موثر محیطی را نیز در نظر گرفت که در موارد بسیاری فاصله تحت پوشش را تا 30% کاهش میدهند.
