Електромагнітна сумісність безпроводових мереж IEEE 802.11ac

Abstract

Метою цих досліджень є проаналізувати параметри зони обслуговування точки доступу мережі стандарту IEEE 802.11ac, залежно від параметрів модуляції й кодування, а також взаємний вплив суміжних мереж цієї специфікації на стабільність їх функціонування. На підґрунті нормованих параметрів потужності випромінювання точки доступу і мінімально необхідного рівня прийнятого сигналу зроблено розрахунок максимальної відстані від точки доступу до абонентської станції, на якій можна забезпечити приймання кадрів даних у локальній мережі IEEE 802.11ac, за певного режиму модуляції й кодування (MCS). Отримані результати застосовано для оцінювання рівня електромагнітної сумісності суміжних безпроводових мереж специфікації IEEE 802.11ac. Встановлено, що за умови обмеження випромінюваної потужності точки доступу на рівні 100 мВт високошвидкісні режими передавання даних у безпроводовій мережі IEEE 802.11ac, можна реалізувати за відсутності перешкод на шляху розповсюдження радіохвиль в радіусі 10÷15 м від точки доступу. Розмір зони обслуговування залежить від застосованого в мережі режиму модуляції й кодування, і радіус зони може змінюватись до десяти разів. Цей розмір залежить також від ширини частотної смуги радіоканалу і зменшується вдвічі, у разі збільшення частотної смуги в чотири рази. У разі зменшення випромінюваної потужності точки доступу до 60 мВт, радіус зони обслуговування зменшується на 25%. За результатами аналізу застосованих в мережах IEEE 802.11 механізмів оцінювання зайнятості частотного каналу, зроблено висновок про те, що в локаціях зі щільним розташуванням локальних мереж значний взаємний вплив може бути, як внаслідок виникнення співканальних завад, так і внаслідок міжмережевих завад суміжних частотних каналів. Узагальнено чинники, що впливають на функціонування суміжних безпроводових мереж стандарту IEEE 802.11 на фізичному рівні та визначено числові дані, що характеризують залежність зони обслуговування мережевої точки доступу специфікації IEEE 802.11ac від режиму передавання користувацьких даних. Результати можуть бути використані під час проектування, планування та обслуговування безпроводових мереж стандарту IEEE 802.11, зі змогою сформувати прогнозну оцінку швидкості передавання даних, залежно від місця розташування користувацької станції в зоні обслуговування точки доступу та наявних перешкод на шляху розповсюдження OFDM сигналу і від наявності інших, близько розташованих мереж IEEE 802.11.

The purpose of these studies is to analyze the service area parameters of the access point of IEEE 802.11ac network, depending on the modulation and coding parameters, as well as the mutual influence of adjacent networks of this specification on the stability of their operation. Based on the standardized parameters of the access point radiation power and the minimum required level of the received signal, the calculation of the maximum distance from the access point to the subscriber station of IEEE 802.11ac standard local network, at which it is possible to receive of data frames, under a certain mode of modulation and coding (MCS), was made. The obtained results were used to evaluate the level of electromagnetic compatibility of adjacent wireless networks of the IEEE 802.11ac specification. It has been established that under the conditions of limiting the radiated power of the access point at the level of 100 mW, high-speed data transmission modes in the IEEE 802.11ac wireless network can be realized within a radius of 10÷15 m from the access point when the interference in the path of radio wave propagation are absent. The size of the service area depends on the modulation and coding mode used in the network, and the radius of the area can vary up to ten times. The size also depends on the width of the frequency band of the radio channel and decreases by half, by increasing of the frequency band by four times. When the radiated power of the access point is reduced to 60 mW, the radius of the service area is reduced by 25%. Based on the results of the analysis of frequency channel occupancy assessment mechanisms used in IEEE 802.11 networks, it was concluded that in locations with a dense location of local networks, there can be a significant mutual influence, both due to influence of co-channel interference and due to inter-network interferences of adjacent frequency channels. Factors affecting the operation of adjacent wireless networks of the IEEE 802.11 standard at the physical level are summarized and numerical data characterizing the dependence of parameters of the service area of the IEEE 802.11ac access point by the data transmission mode is determined. The results can be used during the design, planning and maintenance of IEEE 802.11 wireless standard networks to form a predictive estimate of the data transfer rate depending on the location of the user station in the service area of the access point and the presence of obstacles on the path of the OFDM signal propagation and by taking into account of others located nearby networks IEEE 802.11.