物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的基礎傳輸算法知識

你小時候玩電話嗎？一個人提出了一條消息，并將其傳達給下一個人的耳朵。消息從一個人傳遞到另一個人，直到最終消息被宣布并與原始消息進行比較。有時，兩條消息之間存在細微差別，有時則消息完全丟失。

從物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備向基站（或主數(shù)據(jù)庫）發(fā)送信號時，眾多組件和環(huán)境因素會影響傳輸。每個元素都像電話游戲中的小孩，接收信息并將其傳輸?shù)芥湹南乱徊糠?。像那些孩子一樣，元素的可靠性，反復無常以及它們彼此之間的合作程度各不相同。

鏈接物聯(lián)網(wǎng)的預算和信號鏈

A信號鏈不是物聯(lián)網(wǎng)甚至是射頻應用所獨有的。最廣泛的定義是一系列信號調(diào)節(jié)元件，它們將處理后的輸入作為輸出提供給信號鏈中的下一個元件。因此，那些玩電話的孩子可能被認為是一個信號鏈。

對信號鏈的擔憂是在聲學或音頻處理，DSP和其他RF應用中。您還可以聽到用于描述信號鏈的術(shù)語“電路拓撲”或“信號流”;但是，這些可以是具有替代含義的應用特定用途。

關(guān)于您的特定物聯(lián)網(wǎng)應用，信號鏈包含您的信號從初始發(fā)射器到最終接收器通過的每個組件和傳輸介質(zhì)。這可以像發(fā)射天線，空氣和接收天線一樣簡單。它還可能包括通過墻壁，森林或雨水傳輸，以及車載信號處理和天線連接。

鏈路預算量化您的信號鏈。

鏈路預算計算信號通過的每個組件和介質(zhì)的衰減和增益。您從傳輸功率開始，并確保您有足夠的能力滿足每個接收器的靈敏度要求，尤其是基站的最終接收器。

影響信號鏈性能的因素？

雖然元件質(zhì)量是RF信號鏈性能中最明顯的因素，但它只是幾個重要考慮因素之一：

周圍材料：在規(guī)劃信號鏈時，應充分考慮傳感器系統(tǒng)周圍的材料。這包括套管材料以及混凝土墻，厚植被和管道等環(huán)境障礙物。把它想象成試圖通過圍巾耳語;你必須大聲低語才能傳達你的信息。

距離：你的信號需要旅行的距離會影響你的鏈接預算。即使在空中或自由空間，信號傳播時也不可避免地發(fā)生衰減。

有損連接：連接不良幾乎摧毀了我工作的第一個信號鏈。當我們使用定制電纜時，出現(xiàn)了大量的插入損耗。這在我們的計算中從未考慮過。信號功率不夠高，無法在沒有更好的電纜終端的情況下完成。在電話中，如果一個小孩在竊竊私語時吐痰，沒有人會靠近聽到他說的話，而且消息也無法通過。

環(huán)境噪音：如果你有很多傳感器在傳輸在同一頻段或其他競爭帶寬的信號上，存在干擾的可能性。好的接收器和發(fā)送器硬件應該能夠區(qū)分消息。您應該了解硬件如何處理信號沖突，以確保同時傳輸仍然可以通過。

如何確定鏈接預算

我不確定如何計算玩電話的孩子的鏈接預算，但RF更簡單一點。

孩子的鏈接預算比你的組件更難計算。

鏈接預算的基本公式是：

收到功率（dB）=發(fā)射功率（dB）+增益（dB） - 損耗（dB）

從源發(fā)射功率開始，增加天線和中繼器的增益。然后，減去連接器的損耗和信號傳輸?shù)娜魏涡盘?，無論是空氣還是傳輸線。請記住，分貝是一個對數(shù)單位，所以你實際上是乘法和除法而不是加減法。

優(yōu)化射頻信號鏈和鏈接預算

跟蹤信號鏈中的各種信息及其性能規(guī)格可能需要花費大量時間（和電子表格）來管理。使用可以管理列表和規(guī)格的綜合PCB設計軟件可以使整個設計過程變得更加容易。

您將需要使用能夠跟蹤設計規(guī)則，標記潛在錯誤，制作設計軟件的設計軟件。易于跟蹤元件放置和布線，幸運的是AltiumDesigner?具有所有這些功能和更多功能。如果您正在尋求更多有關(guān)理解鏈接預算的幫助，請向Altium的專家咨詢。