พลัง TX ดูเหมือนจะตรงไปตรงมา เพิ่มระยะขึ้นเพื่อประหยัดแบตเตอรี่ ลดระยะลงเพื่อประหยัดแบตเตอรี่ แต่ในการติดตาม การตั้งค่านี้จะส่งผลต่อค่าใช้จ่าย การปฏิบัติตามข้อกำหนด และระยะเวลาใช้งานของคุณ ผมเคยเห็นการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในการรักษาแท็กออนไลน์ตลอดสัปดาห์ที่ฝนตกใกล้เมืองวาร์นา ผมยังเคยเห็นการตั้งค่าสูงทำให้แบตเตอรี่หมดโดยไม่ได้ประโยชน์อะไร นี่คือวิธีทำให้พลัง TX ทำงานได้

TX Power ใน IoT คืออะไร? ทำความเข้าใจ EIRP, ERP และความแรงของสัญญาณสำหรับอุปกรณ์ LoRaWAN

กำลังส่ง (TX power) คือความแรงของสัญญาณที่อุปกรณ์ของคุณส่งไปยังเสาอากาศ มีหน่วยวัดเป็น dBm ซึ่งเป็นหน่วยย่อของมิลลิวัตต์บนสเกลลอการิทึม โดย 0 dBm หมายถึง 1 mW, 10 dBm หมายถึง 10 mW และ 20 dBm หมายถึง 100 mW ส่วนนี้ง่ายมาก

แต่สิ่งที่โลกได้รับจริง ๆ ไม่ใช่แค่พลังงาน TX เท่านั้น แต่มันคือเอาต์พุตของวิทยุ ลบด้วยการสูญเสียสัญญาณจากสายเคเบิล และบวกกับอัตราขยายของเสาอากาศ วิศวกรเรียกสิ่งนี้ว่า EIRP หรือ ERP รวม

• ไออาร์พี เปรียบเทียบคุณกับเสาอากาศไอโซทรอปิกในอุดมคติ
• ระบบอีอาร์พี เปรียบเทียบคุณกับไดโพลครึ่งคลื่น

ทั้งสองค่านี้ต่างกันที่ 2.15 เดซิเบล ดังนั้น หากคุณเห็นขีดจำกัดที่เขียนเป็น ERP และต้องการ EIRP ให้บวก 2.15 เดซิเบลเข้าไป

เหตุใดการตั้งค่าพลังงาน TX จึงมีความสำคัญต่อการติดตามสินทรัพย์ LoRaWAN และประสิทธิภาพเครือข่าย

ในการติดตามสัญญาณ คุณจะต้องรักษาสมดุลระหว่างพื้นที่ครอบคลุมและอายุการใช้งานแบตเตอรี่อยู่เสมอ การเพิ่มกำลังส่ง TX จะช่วยให้คุณได้ระยะขอบลิงก์ที่มากขึ้น และมักจะได้อัตราข้อมูลที่เร็วขึ้น ซึ่งสามารถลดเวลาการเชื่อมต่อและการลองซ้ำได้ การลดกำลังส่งจะช่วยประหยัดแบตเตอรี่ สิ่งสำคัญคือการตั้งค่ากำลังส่ง TX ให้สูงพอสำหรับจุดที่สัญญาณเข้าถึงยากที่สุด ไม่ใช่จุดทั่วไป ปล่อยให้ตำแหน่งและเสาอากาศทำงานส่วนใหญ่

การเปลี่ยนแปลงพลังงาน TX สี่สิ่งที่สำคัญในสนาม:

1. ระยะขอบลิงก์ ที่ตำแหน่งที่เลวร้ายที่สุดในเส้นทางหรือทุ่งหญ้า
2. การใช้เวลาโทร สูงขึ้นเพราะพลังที่สูงขึ้นทำให้คุณสามารถถือปัจจัยการกระจายที่ต่ำลงได้บ่อยขึ้น
3. อายุการใช้งานแบตเตอรี่ เนื่องจากกระแส PA เพิ่มขึ้นตามระดับ TX
4. ความเสี่ยงด้านกฎระเบียบ เมื่อการสลับเสาอากาศขนาดเล็กดัน EIRP เกินฝาครอบโดยไม่ได้ตั้งใจ

จากมุมมองของการปฏิบัติตามข้อกำหนด ส่วนใหญ่ ภูมิภาค LoRaWAN จัดการอุปกรณ์โดย MaxEIRP พูดง่ายๆ คือ กำลังส่งของคุณหลังจากเสาอากาศและสายเคเบิลต้องไม่เกินเพดานภูมิภาค พันธมิตร LoRa พารามิเตอร์ระดับภูมิภาคกำหนดแนวคิดนี้ และยังรวมถึงค่าเริ่มต้นที่เครือข่ายสามารถใช้ได้ด้วย หลายภูมิภาคตั้งค่าเริ่มต้นไว้ที่ 16 dBm MaxEIRP เว้นแต่เครือข่ายจะกำหนดค่านี้ใหม่

ในย่านความถี่ 863–870 MHz ของสหภาพยุโรป กฎเกณฑ์จะเขียนไว้ใน ETSI EN 300 220 ย่านความถี่ย่อยมักระบุว่า "25 mW ERP" ซึ่งเทียบเท่ากับ EIRP ประมาณ 16.15 dBm ตารางเดียวกันนี้ยังกำหนดกฎรอบการทำงานหรือ LBT ที่กำหนดอัตราข้อมูลที่ใช้งานได้และจังหวะการรายงานของคุณ

ในย่านความถี่ 902–928 MHz ของสหรัฐอเมริกา คำแนะนำจากชุมชนมักจะแสดงเพดาน EIRP ในทางปฏิบัติและขีดจำกัดเวลาการออกอากาศ คุณจะไม่เห็นภาพขีดจำกัดรอบการทำงาน แต่จะมีระยะเวลาออกอากาศสูงสุดต่อช่องสัญญาณ ซึ่งสำคัญต่อการติดตามขนาดเพย์โหลดและปัจจัยการกระจายสัญญาณ

สูตรคำนวณ EIRP: วิธีการคำนวณกำลังส่ง TX, อัตราขยายเสาอากาศ และการสูญเสียสายเคเบิลอย่างแม่นยำ

EIRP = กำลัง TX - การสูญเสียสายเคเบิล + อัตราขยายเสาอากาศ

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีหมายเลขทั้งหมดของเราอยู่ในหน่วยเดียวกันเท่านั้น

ตัวอย่างที่เรียบง่ายและสมจริง:

คุณกำหนดค่า LoRaWAN Solar Bluetooth Gateway ได้ที่ 20 เดซิเบลเมตร TX. การสูญเสียผมเปียคือ 0.5 เดซิเบล และอัตราขยายของเสาอากาศคือ 2 เดซิเบล.

• EIRP = 20 − 0.5 + 2 = 21.5 เดซิเบลเมตร.
• การตั้งค่านี้ใช้ได้กับ US915 ที่มีเวลาหน่วงที่เหมาะสม แต่สูงเกินไปสำหรับค่าจำกัด ERP ทั่วไปของ EU เมื่อคุณแปลงเป็น EIRP ใน EU ให้ลดค่า TX ของอุปกรณ์ลงเหลือประมาณ 15 เดซิเบลเมตร ตีไปรอบๆ 16.5 เดซิเบลเมตร EIRP ด้วยเสาอากาศและสายเคเบิลนั้น จากนั้นตรวจสอบ ADR และประสิทธิภาพอีกครั้ง

คำศัพท์สำคัญเกี่ยวกับพลังงาน TX สำหรับช่างเทคนิค: EIRP, ERP, คำอธิบายอัตราขยายของเสาอากาศและการสูญเสียสายเคเบิล

ภาคเรียน	คำอธิบาย
กำลังไฟ TX	เอาต์พุตที่พอร์ตวิทยุ นี่คือสิ่งที่คุณตั้งค่าไว้ในเฟิร์มแวร์หรือเครื่องมือกำหนดค่า ไม่ใช่สิ่งที่อากาศเห็น
อัตราขยายของเสาอากาศ	เสาอากาศของคุณโฟกัสพลังงานไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งได้ดีเพียงใด คำนวณเป็นหน่วย dBi สำหรับ EIRP หรือหน่วย dBd สำหรับ ERP สตับ 2 dBi มักพบในอุปกรณ์ติดตามแบบกะทัดรัด
การสูญเสียสายเคเบิลและขั้วต่อ	ภาษีเล็กน้อยที่คุณจ่ายระหว่างวิทยุกับเสาอากาศ ควรตัดสายพิกเทลให้สั้นและทำความสะอาดขั้วต่อให้เรียบร้อย ทุกๆ 0.5 เดซิเบลมีค่าที่ขอบ
ระบบบริหารงานบุคคล (EIRP)	กำลังไฟฟ้าอ้างอิงที่แผ่ออกมาจริงของคุณ จำค่าออฟเซ็ต 2.15 เดซิเบลระหว่าง EIRP และ ERP ไว้ด้วย
แม็กซ์ EIRP	เพดานภูมิภาคที่อุปกรณ์ LoRaWAN ของคุณต้องปฏิบัติตาม ตารางเริ่มต้นมีอยู่ในเอกสารประจำภูมิภาคของ LoRa Alliance และอาจถูกแทนที่โดยเครือข่าย

พลังงาน TX ส่งผลต่อความครอบคลุม ความน่าเชื่อถือ อายุการใช้งานแบตเตอรี่ และการปฏิบัติตาม LoRaWAN อย่างไร

พลัง TX และการครอบคลุมสัญญาณ: เพิ่ม RSSI, SNR และการเชื่อมต่อเกตเวย์ในสภาพแวดล้อมจริง

กำลังส่ง TX ที่มากขึ้นจะช่วยเพิ่มสัญญาณที่เกตเวย์ ซึ่งจะช่วย SNR และช่วยให้ ADR รักษาอัตราข้อมูลที่สูงขึ้น อัตราข้อมูลที่สูงขึ้นหมายถึงระยะเวลาออกอากาศที่สั้นลงและการชนกันที่น้อยลงในพื้นที่ที่มีการใช้งานหนาแน่น แต่หากปัญหาหลักของคุณคือเงาหรือเค้าโครงของไซต์ TX ที่มากขึ้นก็ไม่ได้ช่วยอะไรมากนัก บางครั้งการเพิ่มเกตเวย์ขึ้นสองเมตรก็ให้ผลมากกว่าการปรับแต่ง TX ใดๆ

การเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน TX และอายุการใช้งานแบตเตอรี่: การกำหนดค่าอัจฉริยะสำหรับอุปกรณ์ IoT ที่มีอายุการใช้งานยาวนาน

เพาเวอร์แอมป์ใช้กระแสสูงสุดที่ระดับ TX สูง หากแท็กรายงานทุกสองสามนาที การเพิ่มจาก 14 เป็น 20 dBm สามารถเพิ่ม mAh จริงได้ในแต่ละวัน นั่นเป็นเหตุผลที่ผมเริ่มต้นด้วยการจัดวางตำแหน่งและเสาอากาศ และเพิ่ม TX เพียงเท่าที่จำเป็น

กฎระเบียบและการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านพลังงาน TX: ทำความเข้าใจขีดจำกัด MaxEIRP และมาตรฐาน LoRa Alliance

แถบย่อยของสหภาพยุโรปมักใช้ขีดจำกัดของ ERP ดังนั้นให้แปลง ERP เป็น EIRP และตรวจสอบกฎเกณฑ์รอบการทำงานหรือ LBT ในสหรัฐอเมริกา ควรยึดตามขีดจำกัดเวลาการกักเก็บและขีดจำกัด EIRP ซึ่งจะทำให้ผู้ตรวจสอบพึงพอใจ สิ่งสำคัญคือ คำนวณ EIRP เสมอและเปรียบเทียบกับภูมิภาคของคุณ แม็กซ์ EIRP ในตารางของ LoRa Alliance

เวิร์กโฟลว์ TX Power แบบทีละขั้นตอน: เพิ่มประสิทธิภาพเกตเวย์ LoRaWAN, BLE Backhaul และการทดสอบภาคสนาม

1. ขั้นตอนที่ 1: วางก่อน ให้ความสำคัญกับความสูงและแนวสายตาที่ชัดเจนมากกว่าการปรับกำลังส่ง
2. ขั้นตอนที่ 2: วัดขอบ เดินรอบปริมณฑลโดยใช้แท็กทดสอบและบันทึก RSSI และ SNR ในบริเวณที่ทำงาน
3. ขั้นตอนที่ 3: เริ่มต้นอย่างพอประมาณ ตั้งค่า TX ไว้ประมาณกลางช่วงอุปกรณ์ ปล่อยให้ ADR นิ่งสักหนึ่งวัน
4. ขั้นตอนที่ 4: ปรับเปลี่ยนอย่างประหยัด ดัน TX ในระดับ 2–3 dB เฉพาะเมื่อขอบแสดง SNR เป็นลบหรือลดระดับซ้ำๆ
5. ขั้นตอนที่ 5: ล็อคคณิตศาสตร์ บันทึก TX, การสูญเสียสายเคเบิล, ค่าเกนเสาอากาศ และ EIRP ที่เกิดขึ้นบนแผ่นไซต์
6. ขั้นตอนที่ 6: เปรียบเทียบ BLE กับ LoRaWAN สำหรับเกตเวย์ที่มีทั้งสองแบบ ให้ตั้งค่า BLE TX สำหรับการรับแท็ก และ LoRaWAN TX สำหรับแบ็คฮอล ปรับค่าแต่ละค่าตามที่ระบุ

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดของ TX Power: เพิ่มประสิทธิภาพพลังงานในการส่งสัญญาณเพื่อการติดตาม IoT ที่มีประสิทธิภาพและสอดคล้อง

พลัง TX เป็นเพียงเครื่องมือหนึ่ง การวางตำแหน่งเสาอากาศที่ดีและงบประมาณการเชื่อมต่อที่มั่นคงสร้างความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่ที่สุด

ควรแปลงหมายเลข TX ของแค็ตตาล็อกเป็น EIRP เสมอก่อนเปรียบเทียบกับขีดจำกัดของแต่ละภูมิภาค หากพบ ERP ในกฎ ให้บวก 2.15 dB เพื่อให้ได้ EIRP

แลนซิเทค ช่วยให้คุณมีพื้นที่เหนือศีรษะมากมาย อุปกรณ์ LoRa ครอบคลุมประมาณ 0–22 dBm พร้อมตัวเลือกกำลังส่งสูง และช่วง BLE ตั้งแต่ -20 ถึง +4 dBm ใช้เพียงพอให้อุปกรณ์มองเห็นได้ชัดเจนและแบตเตอรี่ใช้งานได้ยาวนาน