Faktor utama dalam link budget microwave adalah loss dari free space yang disebut Free Space Path Loss (FSPL). Calculator FSPL.
Ada 2 cara kalkulasi sederhana untuk FSPL ini. Salah satunya adalah dengan rumus luasan bola.
Jika Power Amplifier 2 kilo Watt, dan Antena gain 18 dBi, maka kita bisa tahu bahwa 2 kilo Watt akan berlipat 2x lipat setiap 3 dB. Sedangkan 18 dBi itu = 3 + 3 + 3 + 3 + 3 + 3 dB. Artinya ada x2 x2 x2 x2 x2 x2 = 64x. Artinya daya pancar keluar dari titik inti Bola adalah 2 kW x 64 = 128 kW.
Nah, bayangkan Bola itu jari-jarinya 40 km. Maka ada kulit bola pada jarak 40 km dari pusat titik Bola. Nah, daya sebesar 128 kW ini tersebar di kulit bola tsb.
Berapa luas kulit Bola?
Berapa daya per m2?
(Power Density)
Jika di jarak 40 km tsb ada antenna UHF dengan gain 9 dBi ingin menangkap frekuensi 650 MHz, maka kita bisa hitung Luas Efektif antena dalam menangkap daya (Watt) tadi.
Terlihat bahwa antenna UHF yang cukup panjang itu dengan gain 9 dBi, ternyata luas "jaring penangkap flux daya" hanya seluas 0.1345 m2... kecil juga yah.. hehehe..
Nah, dengan
kita mau tau berapa Watt yang dialirkan antenna?
Daya di kulit bola : 0.0000063 Watt/m2
Luas Efektif Atenna: 0.1345 m2
Daya yang dialirkan atenna:
0.0000063 * 0.1345 = 8.44756 E-07 Watt
alias 0.85 micro Watt..
wuih kecil banget ya.. dibanding pancaran di inti kulit bumi tadi 128.000 Watt..
Rumus FSPL (free space loss):
Jika frekuensi 650 MHz, dan jarak antara Tx dan Rx 40 km, maka FSPL:
Nah kita tahu bahwa 3dB itu menaikkan daya 2x lipat, karena 10 log 2 = 3 dB. Artinya jika kita punya x dB maka itu sama dengan penguatan 10^(x/10). Contoh kita punya 3 dB ini sama dengan 10^(3/10) = 2 kali penguatan.
Nah kalau loss 120.74 dB tapi di antenna RX ada gain 9 dB, maka Loss ini setara dengan 10^((120.74-9)/10) atau
Jika kita punya 128 kW di pusat Bola, maka sejarak 40 km, sinyalnya melemah:
128 kWatt dibagi 149.279.444.600 = 0.85 micro Watt
Hasilnya sama kan dengan pakai logika kulit Bola... hehe..
Lanjut...
Untuk WiFi di penerima bisa mencapai 89.74 nano Watt (yaitu jarak 100 meter antara BTS dengan RX)
Pertanyaannya apakah -40.47 dBm (0.00008974 miliWatt = 89.74 nanoWatt ) di sisi penerima ini cukup bagi penerima untuk bisa proses signal menjadi informasi?
Bagi penerima yang terpenting adalah berapa besar Signal tsb dibandingkan Noise.
Noise umumnya ditentukan oleh Tempratur efektif perangkat.
Noise Power at Rx = Thermal Noise * Bandwidth * Boltzman
Dengan BW 20 MHz, dan Thermal Noise 31.65 dB, maka
Noise Power at Rx = -93.94 dBm
Dengan demikian S/N = -40.47 - (-93.94) = 53.46 dB
S/N sebesar ini sangat bagus.
Example 4G Devices:
| RSRP | Signal strength | Description |
|---|---|---|
| >= -80 dBm | Excellent | Strong signal with maximum data speeds |
| -80 dBm to -90 dBm | Good | Strong signal with good data speeds |
| -90 dBm to -100 dBm | Fair to poor | Reliable data speeds may be attained, but marginal data with drop-outs is possible. When this value gets close to -100, performance will drop drastically |
| <= -100 dBm | No signal | Disconnection |
| RSRQ | Signal quality | Description |
|---|---|---|
| >= -10 dB | Excellent | Strong signal with maximum data speeds |
| -10 dB to -15 dB | Good | Strong signal with good data speeds |
| -15 dB to -20 dB | Fair to poor | Reliable data speeds may be attained, but marginal data with drop-outs is possible. When this value gets close to -20, performance will drop drastically |
| <= -20 dB | No signal | Disconnection |
| SINR | Signal strength | Description |
|---|---|---|
| >= 20 dB | Excellent | Strong signal with maximum data speeds |
| 13 dB to 20 dB | Good | Strong signal with good data speeds |
| 0 dB to 13 dB | Fair to poor | Reliable data speeds may be attained, but marginal data with drop-outs is possible. When this value gets close to 0, performance will drop drastically |
| <= 0 dB | No signal | Disconnection |
ref: https://www.everythingrf.com/rf-calculators/free-space-path-loss-calculator
No comments:
Post a Comment