В этом примере показано, как вычислить и визуализировать покрытие беспроводной связью между передатчиком и приемником. Это включает в себя:
Создание узла передатчика и приемника с использованием антенной библиотеки Antenna Toolbox.
Расчет расстояния и угла между передатчиком и приемником.
Вычисление уровня сигнала с использованием распространения свободного пространства или других моделей распространения.
Визуализация линии связи.
Расчет зоны покрытия передатчика.
Вычисление отношения сигнал/помеха плюс шум (SINR) в приемнике.
Закрыть Site Viewer при открытии перед выполнением примера.
Передатчик состоит из радиочастотной схемы и антенны, где радиочастотная схема возбуждает антенну сигналом и мощностью. Ключевые характеристики передатчика включают его выходную мощность, рабочую частоту и диаграмму направленности антенны.
Используйте txsite объект для создания сайта передатчика в кампусе MathWorks Apple Hill. Широта кампуса составляет 42,3001 градуса, а долгота -71,3504 градуса.
tx = txsite('Name','MathWorks Apple Hill',... 'Latitude',42.3001, ... 'Longitude',-71.3504)
tx =
txsite with properties:
Name: 'MathWorks Apple Hill'
Latitude: 42.3001
Longitude: -71.3504
Antenna: 'isotropic'
AntennaAngle: 0
AntennaHeight: 10
SystemLoss: 0
TransmitterFrequency: 1.9000e+09
TransmitterPower: 10
show(tx)
Приемник состоит из радиочастотной схемы и антенны, где антенна перехватывает радиоволны и преобразует их в ток, который декодируется радиочастотной схемой (например, демодулируется) в сигнал. Ключевые характеристики приемника включают его чувствительность и диаграмму направленности антенны.
Используйте rxsite объект для создания узла приемника в кампусе MathWorks Lakeside. Широта кампуса составляет 42,3021 градуса, а долгота -71,3764 градуса.
Чувствительность приемника - это минимальный уровень мощности сигнала, который необходим приемнику для точного декодирования сигнала. Чувствительность является величиной мощности и обычно задается в д Бм. Чтобы определить, будет ли приемник находиться в зоне обслуживания передатчика, чувствительность сравнивается с принятой мощностью.
rx = rxsite('Name','MathWorks Lakeside', ... 'Latitude',42.3021, ... 'Longitude',-71.3764)
rx =
rxsite with properties:
Name: 'MathWorks Lakeside'
Latitude: 42.3021
Longitude: -71.3764
Antenna: 'isotropic'
AntennaAngle: 0
AntennaHeight: 1
SystemLoss: 0
ReceiverSensitivity: -100
show(rx)
Используйте distance для вычисления расстояния между сайтом передатчика и сайтом приемника. По умолчанию эта функция рисует прямую линию между передающим и приемным участками для вычисления расстояния. Этот путь называется евклидовым путем и игнорирует все препятствия, включая землю.
Другой вариант траектории для функции расстояния - большая окружность, где расстояние вычисляется с учетом кривизны земли.
dm = distance(tx,rx) % Unit: mdm = 2.1556e+03
dkm = dm / 1000
dkm = 2.1556
Используйте angle для вычисления угла между сайтом передатчика и сайтом приемника.
azFromEast = angle(tx,rx) % Unit: degrees counter-clockwise from EastazFromEast = 174.0753
azFromNorth = -azFromEast + 90 % Convert angle to clockwise from NorthazFromNorth = -84.0753
Принимаемая мощность задается уравнением:
Grx-патлосс
где,
= Мощность, доступная в приемнике.
= выходная мощность передатчика.
= коэффициент усиления передатчика.
= коэффициент усиления приемника.
pathloss = ВЧ-затухание сигнала передатчика при его поступлении в приемник.
Уровень сигнала - это уровень сигнала, который имеется в приемнике на определенном расстоянии и под определенным углом от передатчика. Он также известен как уровень принимаемого сигнала. Интенсивность сигнала может быть величиной мощности или величиной напряжения.
Используйте sigstrength функция для вычисления уровня сигнала передатчика в месте приема. Можно рассчитать два типа силы сигнала: силовое и электрическое поле (е-поле).
ss = sigstrength(rx,tx)
ss = -67.0767
Запас по линии связи является мерой надежности линии связи, рассчитанной путем вычитания требуемой чувствительности приемника из уровня сигнала, имеющегося в приемнике.
margin = abs(rx.ReceiverSensitivity - ss)
margin = 32.9233
Используйте link функция для построения графика успешности связи между двумя сайтами на карте. Успех линии связи зависит от мощности, получаемой приемником от передатчика.
По умолчанию зеленая ссылка показывает, что получаемая мощность соответствует или превышает чувствительность приемника. Красная линия связи показывает неудачную связь между передатчиком и приемником.
link(rx,tx)
Карта покрытия представляет собой визуализацию географической зоны обслуживания передатчика, где уровень принимаемого сигнала для опорного приемника удовлетворяет его чувствительности. Карта покрытия может отображать уровень сигнала как величину мощности (обычно дБм) или величину напряжения (обычно дБмкВ/м).
Используйте coverage для расчета покрытия передатчика.
coverage(tx,'close-in', ... 'SignalStrengths',-100:5:-60)
Используйте location для вычисления местоположения нового узла приемника или узла передатчика из существующего узла.
Рассчитайте новое местоположение датчика в 1 км к северу от площадки датчика.
[lat,lon] = location(tx,1000,90)
lat = 42.3091
lon = -71.3504
Создайте новую площадку датчика, используя значения широты и долготы, заданные location функция. Используйте антенну высотой 30 м.
tx2 = txsite('Name','Transmitter2','Latitude',lat,'Longitude',lon,'AntennaHeight',30)
tx2 =
txsite with properties:
Name: 'Transmitter2'
Latitude: 42.3091
Longitude: -71.3504
Antenna: 'isotropic'
AntennaAngle: 0
AntennaHeight: 30
SystemLoss: 0
TransmitterFrequency: 1.9000e+09
TransmitterPower: 10
show(tx2)
Используйте sinr для вычисления SINR приемника. SINR приемника задается уравнением:
+ N
где,
S = Принимаемая мощность интересующего сигнала
I = Принимаемая мощность мешающих сигналов в сети
N = Общая мощность принятого шума
SINR выражается в децибелах.
sinr([tx,tx2])
