物联网网络层的基础传输算法知识

你小时候玩电话吗？一个人提出了一条消息，并将其传达给下一个人的耳朵。消息从一个人传递到另一个人，直到最终消息被宣布并与原始消息进行比较。有时，两条消息之间存在细微差别，有时则消息完全丢失。

从物联网（IoT）设备向基站（或主数据库）发送信号时，众多组件和环境因素会影响传输。每个元素都像电话游戏中的小孩，接收信息并将其传输到链的下一部分。像那些孩子一样，元素的可靠性，反复无常以及它们彼此之间的合作程度各不相同。

链接物联网的预算和信号链

A信号链不是物联网甚至是射频应用所独有的。最广泛的定义是一系列信号调节元件，它们将处理后的输入作为输出提供给信号链中的下一个元件。因此，那些玩电话的孩子可能被认为是一个信号链。

对信号链的担忧是在声学或音频处理，DSP和其他RF应用中。您还可以听到用于描述信号链的术语“电路拓扑”或“信号流”;但是，这些可以是具有替代含义的应用特定用途。

关于您的特定物联网应用，信号链包含您的信号从初始发射器到最终接收器通过的每个组件和传输介质。这可以像发射天线，空气和接收天线一样简单。它还可能包括通过墙壁，森林或雨水传输，以及车载信号处理和天线连接。

链路预算量化您的信号链。

链路预算计算信号通过的每个组件和介质的衰减和增益。您从传输功率开始，并确保您有足够的能力满足每个接收器的灵敏度要求，尤其是基站的最终接收器。

影响信号链性能的因素？

虽然元件质量是RF信号链性能中最明显的因素，但它只是几个重要考虑因素之一：

周围材料：在规划信号链时，应充分考虑传感器系统周围的材料。这包括套管材料以及混凝土墙，厚植被和管道等环境障碍物。把它想象成试图通过围巾耳语;你必须大声低语才能传达你的信息。

距离：你的信号需要旅行的距离会影响你的链接预算。即使在空中或自由空间，信号传播时也不可避免地发生衰减。

有损连接：连接不良几乎摧毁了我工作的第一个信号链。当我们使用定制电缆时，出现了大量的插入损耗。这在我们的计算中从未考虑过。信号功率不够高，无法在没有更好的电缆终端的情况下完成。在电话中，如果一个小孩在窃窃私语时吐痰，没有人会靠近听到他说的话，而且消息也无法通过。

环境噪音：如果你有很多传感器在传输在同一频段或其他竞争带宽的信号上，存在干扰的可能性。好的接收器和发送器硬件应该能够区分消息。您应该了解硬件如何处理信号冲突，以确保同时传输仍然可以通过。

如何确定链接预算

我不确定如何计算玩电话的孩子的链接预算，但RF更简单一点。

孩子的链接预算比你的组件更难计算。

链接预算的基本公式是：

收到功率（dB）=发射功率（dB）+增益（dB） - 损耗（dB）

从源发射功率开始，增加天线和中继器的增益。然后，减去连接器的损耗和信号传输的任何信号，无论是空气还是传输线。请记住，分贝是一个对数单位，所以你实际上是乘法和除法而不是加减法。

优化射频信号链和链接预算

跟踪信号链中的各种信息及其性能规格可能需要花费大量时间（和电子表格）来管理。使用可以管理列表和规格的综合PCB设计软件可以使整个设计过程变得更加容易。

您将需要使用能够跟踪设计规则，标记潜在错误，制作设计软件的设计软件。易于跟踪元件放置和布线，幸运的是AltiumDesigner®具有所有这些功能和更多功能。如果您正在寻求更多有关理解链接预算的帮助，请向Altium的专家咨询。