如何組建高效可靠的專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)數據傳輸系統

數據傳輸可以簡(jiǎn)單地分為有線(xiàn)（包括架設光纜、電纜或租用電信專(zhuān)線(xiàn)）和無(wú)線(xiàn)（分為建立專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)數據傳輸系統或借用CDPD、GSM、CDMA等公用網(wǎng)信息平臺）二大方式。相比較，用無(wú)線(xiàn)電臺建立專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)數據傳輸方式比其它方式具有投資少、開(kāi)通快和運行維護簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是“不是那么穩定可靠”。
無(wú)線(xiàn)方式傳輸數據真的不穩定可靠嗎？顯然不是。我們生活越來(lái)越離不了的電視、衛星、手機等通訊工具中都有“無(wú)線(xiàn)傳輸”的方式，還是比較可靠的。無(wú)論無(wú)線(xiàn)通訊還是有線(xiàn)通訊，計算可靠不可靠可以有個(gè)量的尺度，就是誤碼率（BER）。一般要求通訊系統的誤碼率在10-6內，再結合傳輸差錯控制協(xié)議，如反饋重傳ARQ、KERMIT、XMODEM、ZMODEM等等，就可以保證絕對無(wú)誤碼，只是誤碼率大的系統需多次反饋重傳，傳輸效率就降低。
那么為什么無(wú)線(xiàn)方式傳輸數據讓人感覺(jué)可靠？或者我們正在用的無(wú)線(xiàn)傳輸確實(shí)不可靠呢？原因很簡(jiǎn)單，其一選用的電臺不是專(zhuān)用的數據傳輸產(chǎn)品?，F在國內大部分的遙控遙測電臺是用調頻模擬車(chē)載電臺加MODEM芯片改制的，它不是專(zhuān)業(yè)的數據傳輸產(chǎn)品，而是工作于230MHz數傳頻段的對講機。用這種電臺傳輸數據確實(shí)不可靠，原因是有二個(gè)根本性的問(wèn)題不能解決：PTT控制發(fā)射時(shí)延（100ms以上）帶來(lái)前導數據字符丟失和調頻靜尾噪聲帶來(lái)的多余字符干擾，特別是在高速數據傳輸或收發(fā)轉換快的應用如接PLC等。在傳輸速率低、距離近、可靠性要求不高，如可以多次采集等，因為其價(jià)格低廉，用的很多。但是在要求高速、遠距離、高可靠的傳輸中，我們建議用戶(hù)要選用直接數字調制解調、有前向糾錯、用DSP技術(shù)的產(chǎn)品，如美國MDS、DATALINC等廠(chǎng)家的設備。其二是要根據主站及分站的分布和地理環(huán)境等具體情況進(jìn)行組網(wǎng)設計和現場(chǎng)測試。
1、 理論計算
相距較遠的兩個(gè)點(diǎn)之間能不能通？通了以后誤碼率是多少？抗干擾穩定性有多強？在理論上取決于如下兩個(gè)因素。
A、視距傳輸
電波信號的傳輸根據工作波長(cháng)（頻段）的長(cháng)短不同具有地面波傳輸（長(cháng)波）、電離層反射傳輸（短波）、空中傳輸（超短波、微波）三種方式，我國無(wú)線(xiàn)電管理部門(mén)將專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)數據傳輸業(yè)務(wù)主要分配到220～240MHz頻段（另外還有800MHz、2.4GHz等頻段），這個(gè)頻段的電波傳播是通過(guò)空中進(jìn)行的。由于地球曲率的影響，兩個(gè)點(diǎn)（天線(xiàn)高度分別為H米和h米）之間最大可視距離D公里為

D=4.12（√H+√h）
假設主站天線(xiàn)架設在辦公樓頂（高約100m），遠程站天線(xiàn)架設在平房頂上（高約4m），則
D=4.12（√100+√4）=49.44公里
考慮到230兆頻段電波具有一定的繞射能力，該種假設架設天線(xiàn)，理論上最遠可以通到50公里左右。
同樣假設主站和遠程站天線(xiàn)高都是1米（如手持），則理論上最大傳輸距離為6公里左右。
因此天線(xiàn)架設的相對高度是決定通訊距離的第一因素。
B、接收場(chǎng)強
電波從電臺發(fā)出，經(jīng)過(guò)饋線(xiàn)和天線(xiàn)，通過(guò)空中向遠方傳播，信號受到衰減，到遠端接收機時(shí)，場(chǎng)強電平為
Pr=Pt+Gt+Gr-Lt-Lr-Lo
Pr：正常接收電平（dBm）
Pt：發(fā)信功率（dBm）
Gt、Gr：收發(fā)天線(xiàn)增益（dBm）
Lt、Lr：收發(fā)饋線(xiàn)損耗（dBm）
Lo：自由空間損耗（dBm），Lo=32.45+20logf (MHz) +20logD (Km)
電波信號到達接收機的場(chǎng)強不同，解調輸出信號的信噪比亦會(huì )不同，從而影響系統的判決造成誤碼。如果場(chǎng)強太小，即使距離再近接收機亦收不到。所以接收場(chǎng)強是決定通訊距離的第二因素。
接收場(chǎng)強Pr與接收機的門(mén)限電平（即在BER小于10-6時(shí)，接收機要求的場(chǎng)強電平值，不同的電臺，該指標不同，一般為-110dBm）差距即為衰落儲備。Pr與接收門(mén)限電平差距越大，衰落儲備越多，抗干擾能力越強，誤碼越少，一般要求衰落儲備在20dB以上。
2、實(shí)際測試
由于現場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境不可能是絕對平坦的，如有山丘、建筑物、樹(shù)木，不同程度和方式影響電波的傳播。因此，在工程實(shí)施前，必須進(jìn)行現場(chǎng)電波傳播和接收場(chǎng)強測試（準確到多少dBm），以便根據現場(chǎng)環(huán)境和工作要求，確定主站和各遠程站電臺的功率、天線(xiàn)類(lèi)型、架設高度等參數，使上下行信號達到足夠的抗干擾能力，才能實(shí)現有效可靠的無(wú)線(xiàn)數據傳輸。
總之，只要選用技術(shù)指標高、質(zhì)量穩定可靠的電臺，再經(jīng)過(guò)現場(chǎng)測試，確定天線(xiàn)類(lèi)型、架設高度和電臺的功率，您的無(wú)線(xiàn)數據傳輸系統一定能穩定可靠運行的。