用無線通信方式進行各種應用的遠距離數(shù)據(jù)采集與控制信號傳輸,比用有線通信方式如光纜、電纜等具有施工簡單、造價低廉、維護方便等優(yōu)點。由于無線通信是將信息經(jīng)電波通過空中傳播實現(xiàn),相對來講,無線方式很容易因電波在空中傳播受影響而造成可靠性降低。因此,保證無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸可靠性是能否順利完成應用項目的關鍵。
無線數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)由收發(fā)信機(如數(shù)傳電臺、無線網(wǎng)橋等)、天線饋線和空中信道組成,項目的前期設計工作包括根據(jù)應用系統(tǒng)的要求如通信、傳輸接口(RS232、或以太網(wǎng))、傳輸速率(數(shù)據(jù)量和實時性)、通訊范圍(主站和分站的分布)及大致地形環(huán)境來確定電臺指標、主站及分站架設位置、天線類型架設高度等,其中最關鍵的是電臺技術指標和天線架設高度。一般來說,通過簡單理論計算,如可以根據(jù)地形和距離要求及公式D=4.12(√H+√h)來確定主站、分站架設高度,根據(jù)工作頻段、距離和饋線長度、電臺接收誤碼靈敏度等因素及公式Pr=Pt+Gt+Gr-Lt-Lr-Lo來確定電臺功率、天線增益。
由于現(xiàn)場的實際環(huán)境不可能是絕對平坦的,如有山丘、建筑物、樹木等,不同程度和方式影響電波的傳播,而且不同工作頻段的電波如長波、短波、超短波和微波具有非常不同的傳播特性,理論計算在地形復雜的情況下根本沒有參考價值。因此,在工程實施前,必須進行現(xiàn)場測試。
一、 工作頻點有無干擾測試
沒有干擾是無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常運行的前提。
設計無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)首先要選擇并確定工作頻段,我國信息產業(yè)部無線電管理部門允許民用的工作頻段有150MHz、230MHz、280 MHz、350 MHz、400 MHz、800 MHz、2.4GHz、5.8GHz等等,根據(jù)不同業(yè)務種類具體分配。無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要分配在220~240 MHz、2.4~2.4835GHz等頻段。
外來信號對無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的干擾,將影響電臺的接收,直接產生誤碼。干擾信號主要指非法使用干擾、諧波干擾、互調干擾、電氣噪聲干擾等。
經(jīng)無線電管理部門的申請確定使用頻點,在項目要求的主站、分站架設位置測定有無干擾。將電臺設置頻點再配上天線、饋線,接收機開一段時間即知道有無干擾。如用深圳華夏盛公司電臺,讀接收信號強度指標(RSSI)值,沒有干擾時RSSI為-120dBm,有干擾時RSSI值>-120dBm,如RSSI=-90dBm,表示干擾信號的場強是-90分貝。
二、選用設備接收信號場強測試
接收信號場強足夠大是無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常運行的關鍵。
電臺接收到的射頻信號大小與系統(tǒng)有無誤碼起決定性的作用。接收信號變小,就有可能產生誤碼。接收靈敏度是電臺接收能力的標志。數(shù)據(jù)通信產品的接收靈敏度是指誤碼率(BER)在10-6時,電臺的接收場強要求值。如深圳華夏盛公司X710系列數(shù)字電臺接收靈敏度門限值約為-110dBm (BER≤10-6 )。
根據(jù)項目要求簡單架設主站、分站,控制主站(或分站)發(fā)射,在分站(或主站)一端可以讀到接收信號場強(RSSI)值。并由此確定電臺的發(fā)射功率、天線增益。由于電氣環(huán)境干擾等因素,固定的點對多點通訊,電臺接收信號場強比門限值大10dB以上就能保證傳輸沒有誤碼。如果一端是移動的,由于時空環(huán)境變化,特別是城市高樓密集環(huán)境,接收信號場強有快衰弱現(xiàn)象,落差達20~30dB,這種應用要求電臺的接收場強大于門限值30dB以上。
接收信號場強測試
三、傳輸系統(tǒng)誤碼統(tǒng)計
誤碼率是無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的傳輸質量統(tǒng)計指標。
先進的電臺可以對設備運行情況進行誤碼統(tǒng)計,如深圳華夏盛公司X710系列數(shù)字電臺開機工作之后即能進行統(tǒng)計測試。根據(jù)統(tǒng)計結果可以讀出電臺共收發(fā)多少字節(jié)數(shù)據(jù),正確接收多少,有多少錯誤。
總之,現(xiàn)場測試是組建可靠無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要程序,特別是在地形復雜、通訊范圍要求廣的情況下,用所選用設備進行現(xiàn)場的干擾測試、場強測試和誤碼統(tǒng)計是非常必要的。