Распространение сигнала в системах WLL
Распространение сигнала в системах WLL
В большинстве высокоскоростных схем WLL используется диапазон частот, называемый миллиметровым. Хотя четкого определения термина миллиметровая волна нет, как правило, считается, что она имеет частоту не менее 10 ГГц. Т.е. Миллиметровым считается диапазон 10-300 ГГц7. Этот диапазон был выбран для систем WLL по следующим причинам.
Выше частоты 25 ГГц находятся широкие полосы частот, которые практически не используются.
При таких высоких частотах можно использовать широкие каналы, что приводит к увеличению скорости передачи данных.
Можно использовать трансиверы малых размеров и блоки адаптивных антенн.
В то же время миллиметровые системы имеют ряд нежелательных характеристик распространения.
Потери в свободном пространстве растут как квадрат частоты, т.е. в этом диапазоне потери оказываются значительно больше, чем в диапазонах, используемых для обычных микроволновых систем.
2. Для частот ниже 10 ГГц, как правило, можно игнорировать эффекты затухания сигнала, обусловленные осадками и атмосферным или газовым поглощением. При частотах выше 10 ГГц эти эффекты затухания становятся довольно заметными.
3. Существенно возрастают потери вследствие многолучевого распространения. Как отмечалось в главе 5, при падении электромагнитной волны на поверхность, характерные размеры которой значительно превышают длину волны сигнала, происходит отражение. Если размеры препятствия сравнимы с длиной волны или меньше ее, происходит рассеяние, если же волновой фронт попадает на края препятствия, которые велики по сравнению с ; ной волны, то происходит дифракция.
Ввиду перечисленных негативных характеристик системы WLL могут обслуживать только ячейки ограниченного радиуса, который обычно не превышает одного километра. Кроме того, нужно обходить барьеры, встречающиеся на ли-нии прямой видимости, включая листву. Наконец, на диапазон применения и доступность систем WLL влияют осадки и уровень влажности.
Зоны Френеля
Для эффективной связи с помощью миллиметровых волн нужно обеспечить беспрепятственную линию прямой видимости между передатчиком и приемником. Возникает вопрос: сколько же пространства вокруг прямого тракта между передатчиком и приемником должно быть свободно от преград? При ответе на него удобно использовать такое понятие, как зоны Френеля.
Понятие зон Френеля основано на принципе Гюйгенса, согласно которому любой малый элемент пространства на пути электромагнитной волны может рассматриваться как источник 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 связи как положительно, так и отрицательно. Все препятствия, попадающие внутрь первой окружности, первой зоны Френеля, оказывают наиболее негативное влияние.
Рассмотрим точку, находящуюся на прямом тракте между передатчиком и приемником, причем расстояние от точки до передатчика равно S, а расстояние от точки до приемника равно D, т.е. расстояние между передатчиком и приемником равно S + D (Рисунок 3.10). Вычислим радиус первой зоны Френеля в этой точке:
