無線網路 DIY 20 公里連通初測成功....^_^

[diku]

最初由 山賊 發表
對了, 剛回覆 topsyes 君的悄悄話時突然想到, 順帶補充提一下:

若已知增益 "m" dbi 的 A 天線, 其接收信號強度為 Ra, 現更換某一未知增益的 B 天線, 測得信號強度為 Rb, 則求未知增益天線的增益 n...

n = (Rb - Ra) / 2 + m

而原廠 AP 內建的天線通常多半增益為 2.15dbi 的基本赫之天線..

不好意思 ...
請問一下 ....
信號強度 Ra Rb 是 %(百分比)
天線增益是 dB scale
怎能相加減 ??

我在想 是不是 假設 100% 信號強度時
信號強度是 50 dBm
降子 來說 ... 當以未知天線量測
信號強度80% 是 40dBm
用已知增益的天線量測
信號強度60%時則是 30dBm

因此 天線增益 G = (40-30) + 已知天線的增益 ??

不過 如果 100% 時信號強度不是 50dBm
結果就不太一樣了 ...
以 log scale 來算,降子誤差會不會差很多呢 ??

[山賊]

最初由 diku 發表
不好意思 ...
請問一下 ....
信號強度 Ra Rb 是 %(百分比)
天線增益是 dB scale
怎能相加減 ??

一般網卡的信號強度表示, 是以某個高接收信號功率準位值為 100%, 而以某個低信號功率準位值為 0%, 而所謂信號強度是指接收到的信號電壓, 而電壓在 db scale 上的表示是 20log(v1/v2), 對比於功率在 db scale 上的 10Log(w1/w2), 換言之功率變化 3db 時,則信號強度變化 6db..

若當某接收電路, 定義接收信號功率準位 -30dbm 為 100% 的信號強度, 那麼 -80dbm 就應該為 0% 的信號強度(但不是絕對), 故在 -30dbm - (-80dbm) = 50dbm 的範圍內, 對應信號強度總共 100% 的刻度範圍, 因此接收信號功率準位降低 3db 時, 信號強度降 6%..
故在以 % 數來換算所對應的天線增益時, 需用 "/2"..

我在想 是不是 假設 100% 信號強度時
信號強度是 50 dBm
降子 來說 ... 當以未知天線量測
信號強度80% 是 40dBm
用已知增益的天線量測
信號強度60%時則是 30dBm
因此 天線增益 G = (40-30) + 已知天線的增益 ??
不過 如果 100% 時信號強度不是 50dBm
結果就不太一樣了 ...
以 log scale 來算,降子誤差會不會差很多呢 ??

嗯! 這裡所指的 50dbm 是指範圍, 正確的說法是 50db 的範圍對應到信號強度 100 個刻度, 如前所述, 強度在 db scale 的變化, 是功率準位在 db scale 上變化的 一倍, 也就是乘上二, 但如上所述, 不是絕對, 因為廠商在撰寫服務程式時, 可以定義其他的 db 數對應 100 個刻度, 譬如 70db 去對應 100 個刻度, 那麼以上例子, 就會變成 -30dbm 為 100%, -100dbm 為 0%, 因為所謂的 % 數僅是一個相對值, 但這樣會造成強度表示在 db scale 上的誤差, 因為此時降 3db, 對應的不是 6%, 而是 4.3%, 一般來說較好的做法是以 50db 對應 100 個刻度..

故若以 50db 對應 100 個刻度時, 不管定義信號強度 100% 為 -10dbm 或 -40dbm, , 相對應的信號強度為 0% 時, 就是再減 50dbm 而成為 -60dbm 或 -90dbm..

但這有個前提是該網卡程式所表露出來的信號強度在 db scale 上是線性的, 且真實對應 "信號強度" 且是 50db 對應 100 個刻度..

而且事實上在作這類測試時, 會有很大的盲點是怎知道網卡目前所表示的接收信號準位與強度, 是否真是那個值, 譬如某網卡在實際接收到信號功率準位為 -40dbm 時, 它能準確地標示 -40dbm, 但在實際接收到 -60dbm 時, 說不定它標示的是 -55dbm?! 了, 這才是最大的問題..

所以任何一款網卡或 ap, 對於其上所標示的接收信號強度或接收信號準位, 最好都經過衰減器或距離延長(開闊空間)的驗證程序, 以確保在某一段範圍內, 其所標示的信號強度或信號準位, 具備一定的可信度, 不需要求精確的絕對值, 但精確的相對值卻是必須的, 也就是說明明信號已經降 10db, 其表示的接收信號強度或準位變化卻不是 10db 或 20%, 那麼就要看看其誤差來源是網卡本身硬體的問題, 還是服務程式的問題, 甚或是環境問題(距離延長測試時, 多重反射所造成的誤差) ..

而我當初的推演作法, 剛開始是利用固定衰減值的衰減器, 加在外接天線與網卡間所觀察而得的, 譬如衰減器衰減值為 3db, 結果接收信號強度 down 6%, 另用衰減值為 10db 時, 信號強度 down 20% 而推得; 事實上理論的推演, 在一定程度上, 也還符合..

反過來說, 也可以利用已知天線增益的變化來反推, 譬如雙菱形天線增益 10dbi, 換上理論增益應該比雙菱形多出 3db 的四菱形天線, 觀察接收信號強度增加 6%, 也可驗證, 或是搭配延長距離相互驗證, 雙方都用比原來天線增益多出 3db 的天線, 那麼系統增益多出 6db, 但延長距離一倍時(降 6db), 所獲得的信號強度一樣時, 代表天線增益的確多出 3db..

而我在拉長距離的實驗中, 也曾測試信號強度對距離的關係, 因為要確定距離每加一倍, 接收信號強度 down 12% ; 但這裡要特別提到一點是, 當初測試用的網卡, 其信號強度表示是每 6% 或 7% 一跳, 譬如 66% -> 60% -> ....40% -> 33% -> 26% , 是有蠻大的誤差值, 建議儘量採用直接標示接收信號功率準位的系統, 方便作相關的計算..

[diku]

謝謝山賊大大 ....
我看懂了 ...

[jet627]

真是太強了吧
自行架設的二十公里的無線網路啦
真是強到不行啦

[kkla1967]

請問一下山賊大大
碟型天線中央的赫之天線.可以用以下的天線來替代嗎
如果可以.有沒有需要注意的地方
還是哪裡可以找到.赫之天線
煩請大大指導一下.謝謝

http://www.planex.com.tw/product/soh...gw-50antpx.htm

[山賊]

可以! 但是效果不比赫芝加一次反射板(赫芝天線上的小反射板)配合碟子來得好, 就算加上一次反射板也是一樣, 但一定會比單一該種天線要來得好很多..

請問您是要作赫芝天線嗎? 過幾天我下班回家, 找一下我的設計資料 post 上來給您..
要不! 您到 google 輸入 "dipole antenna 2.4ghz" 也會有一大堆資料...

[kkla1967]

謝謝山賊大大
您這麼快的回應.其實拜讀您的文章很久了
從pczone到tvro.......

一直有diy天線的衝動．但卻遲遲未動手．．．
一方面是懶．．另一方面則是手不夠巧．．
所以才會動起現成品的腦筋．．．

我會先上google查資料
若有問題還請山賊大指導一下

tks

[cldz]

山賊老兄在亞，我是山東威海的，受你吸引來到這裡，請指點一下： 4棱 天綫的 節點照片我看不到，麻煩你 給我傳個清晰的照片和文檔資料！ 你貼子留得 鏈接，我這邊很多看不了。Mail 給我 或者 MSN 傳遞？ 我的MSN：[email protected] Mail: [email protected]

[cldz]

噢還有件事， 我這裡買不到 你們用的接頭，只有庫存的 90年代做 NOELL網路剩下的 BNC 頭 和 50歐姆同軸電纜，用它們可以嗎？

[山賊]

已經寄出去了! 若您想要用 bnc 及 rg58 製作, 您很可能會需要有線電視的斷電器來作阻抗補償, 就像我當初製作那樣....