RF-Empfindlichkeit:Was Sie für die M2M-Kommunikation wissen müssen

Wenn Sie sich im Bereich des Internets der Dinge (IoT) oder im Allgemeinen drahtlos bewegen, haben Sie wahrscheinlich schon von HF-Empfindlichkeit oder Empfängerempfindlichkeit gehört. Aber wenn Sie kein Elektroingenieur sind (vielleicht sind Sie eher geschäftlich tätig), kann dies ein verwirrender Begriff sein. Das ist die Idee hinter diesem Artikel - wir möchten Ihnen IoT-Geschäftsleuten alles zeigen, was Sie über die HF-Empfindlichkeit wissen müssen und welche Rolle sie bei der Entwicklung eines IoT-Produkts für den Erfolg spielt.

Beginnen wir mit der Sicherung nur einen Schritt. Die HF-Empfindlichkeit ist nur ein Teil der Link-Budget-Gleichung, also fangen wir dort an:

Was ist ein Linkbudget?

Empfangsleistung (dBm) =Sendeleistung (dBm) + Verstärkungen (dB) − Verluste (dB)

Ein Link-Budget ist die Berücksichtigung aller Gewinne und Verluste, die im drahtlosen Signal von der Sendevorrichtung auftreten, wenn es durch verschiedene Anschlüsse, Antennen, Open Air usw. auf seinem Weg zum Empfänger in einem drahtlosen Kommunikationssystem geleitet wird. Wenn Sie sich die einfache Gleichung oben ansehen, können Sie sehen, wie dies dargestellt wird. Hier ist ein wichtiger Hinweis, den Sie beachten sollten:dBm ist ein wahres Maß für die Leistung (wie ein Watt). Da dBm auf einer logarithmischen Skala gemessen wird, ist es leicht in einem Link-Budget zu berücksichtigen, da alle Verluste exponentiell sind. Das kleine „m“ in dBm gibt an, dass es sich auf ein Milliwatt bezieht (also 0 dBm =1 mW, 10 dBm =10 mW, 20 dBm =100 mW, 30 dBm =1 W HF-Leistung).

Andererseits ist dB nur ein relativer Begriff. Ein Verlust von 3 dB ist ein Verlust von 50 %, aber nicht absolut (50 % von 10 dBm sind 7 dBm, 50 % von -110 dBm sind -113 dBm).

Ich hoffe, Sie sind nicht sensibel, denn wir beginnen damit, ein Link-Budget mit einem Familienbudget zu vergleichen . Im Vergleich sehen Sie Folgendes:

Die Ausgabe des Senders =dein Haushaltseinkommen.

Die Empfängerempfindlichkeit =Was Sie am Ende des Monats zum Essen übrig haben müssen.

Hier sind die Verluste, die alle einen Teil Ihrer Energie verbrauchen (wie Ihre Familienausgaben, die einen Teil Ihrer Ersparnisse ausmachen):

• Ausbreitungsverluste =Miete, da meistens der größte Verlust. Dies ist das Ausbreiten der HF-Energie, wenn das Signal sich auflöst. Im Allgemeinen wächst dieser Begriff als Quadrat der Distanz im „freien Raum“ oder als Distanz hoch vier entlang des Bodens, da die HF-Welle sich selbst interferiert, wenn sie vom Boden abprallt.
• Dämpfungsverluste =Autozahlungen, da dies ein großer Begriff im Linkbudget sein kann oder nicht. Dies sind Verluste, die mit der Ausbreitung durch andere Materialien als Luft, wie Wände, verbunden sind. Wenn Sie sich ernsthaft mit Link-Budgets befassen möchten, ist dieses Dokument eine hervorragende Ressource zur HF-Dämpfung durch verschiedene Baumaterialien.
• Anschlussverluste
• Übertragungsantennenverluste
• Verluste der Empfängerantenne: Antennen auf kleinen IoT-Geräten sind oft schlimmer als man denkt. Sie können leicht 10 dB oder mehr verlieren, wenn Ihre Antenne „elektrisch klein“ ist oder weniger als etwa ¼ der Wellenlänge lang ist. Die Effizienz einer solchen Antenne ist physikalisch begrenzt.

Was ist die Empfänger- oder HF-Empfindlichkeit?

In typischeren Begriffen definiert, ist die Empfängerempfindlichkeit die minimale Größe des Eingangssignals, die Sie basierend auf einem bestimmten Signal-Rausch-Verhältnis benötigen, um eine minimale Fehlerrate zu erreichen. In Bezug auf ein Familienbudget ist das so, als ob Sie, wenn Sie wissen, wie viel Sie für Lebensmittel einplanen müssen (Sensibilität), berechnen können, wie viel Sie an Einkommen (der Sendeleistung) angesichts Ihrer Pfadverluste verdienen müssen (sonstige Ausgaben).

Lasst uns das zusammenstellen...

Wenn Sie +18 dBm senden und 150 dB Verluste (Kosten) haben, bleiben am Empfänger -132 dBm Energie übrig. Wenn Ihre Empfängerempfindlichkeit -140 dBm beträgt, sind Sie goldrichtig (im Wesentlichen sind Sie ein DINK - doppeltes Einkommen, keine Kinder). Wenn Sie eine große Familie zu ernähren haben (eine hohe Datenrate oder eine geringere Funktechnologie) und Ihre Empfängerempfindlichkeit nur -120 dBm beträgt, haben Sie kein Glück.

Das mag eine stark vereinfachte Gleichung für die HF-Empfindlichkeit sein, aber es ist wichtig, das umfassendere Konzept für die M2M-Kommunikation im Auge zu behalten. Wenn Sie sich in ein paar Tagen an nichts aus diesem Artikel erinnern können, schreiben Sie es auf:Je höher die Empfindlichkeit, desto größer die Reichweite.

Sie fragen sich, warum wir darüber schreiben? Die Wide Area Low Power-Technologie von Link Labs erreicht eine Empfindlichkeit von mehr als -140 dBm und bietet damit ein Vielfaches der Reichweite von Zigbee, Bluetooth oder WiFi. Erfahren Sie mehr über diese Technologie, indem Sie unten klicken...