GSM Link Bütçesi (Link Budget)
Link bütçesi, vericiden çıkan işaretin alıcıya güvenilir haberleşme için yeterli seviyede ulaşıp ulaşmadığını gösteren kazanç ve kayıp hesabıdır.
Link bütçesi nedir?
GSM link bütçesi, bir verici (baz istasyonu ya da mobil cihaz) ile alıcı arasındaki radyo bağlantısında, güvenilir haberleşme için yeterli işaret bulunup bulunmadığını denetler.
Hesap bir gelir gider tablosu gibi kurulur: vericinin gücü ve anten kazançları gelir, kablo, konnektör ve yol kayıpları giderdir. Kalan değer, alıcının çalışabildiği en düşük işaret seviyesiyle (duyarlılık) karşılaştırılır.
Link bütçesi hangi kalemlerden oluşur?
- +Verici gücü ve anten kazancıdBm ve dBiVericinin çıkış gücü ile verici anten kazancı. İkisinin toplamından kablo kayıpları düşüldüğünde EIRP (eşdeğer izotropik yayılan güç) elde edilir.
- −Kablo ve konnektör kayıplarıdBVerici ile anten arasındaki ve anten ile alıcı arasındaki koaksiyel kablo ve konnektörlerde kaybedilen güç.
- −Yol kaybıdBİşaretin havada yol alırken uğradığı zayıflama. Serbest uzay yol kaybı (FSPL) ya da Okumura-Hata gibi modellerle hesaplanır ve bütçenin en büyük gider kalemidir.
- +Alıcı anten kazancıdBiAlıcı tarafındaki antenin işarete kattığı kazanç.
- −Alıcı duyarlılığıdBmAlıcının çalışabildiği en düşük işaret seviyesi. GSM için tipik olarak -102 dBm dolayındadır.
- −Sönümlenme payı (fade margin)dBGölgeleme ve çok yollu sönümlenme için bırakılan emniyet payı.
900 MHz, 5 km için link bütçesi
Aynı bağlantıyı iki yol kaybı modeliyle hesaplayalım: önce engelsiz görüş hattını varsayan serbest uzay modeliyle, sonra kentsel ortam için Okumura-Hata modeliyle (baz istasyonu anteni 30 m, mobil anten 1,5 m yükseklikte).
| Kalem | Serbest uzay (FSPL) | Okumura-Hata (kentsel) |
|---|---|---|
| Verici çıkış gücü | +43,0 dBm | +43,0 dBm |
| Verici kablo ve konnektör kaybı | −3,0 dB | −3,0 dB |
| Verici anten kazancı | +17,0 dBi | +17,0 dBi |
| EIRP | 57,0 dBm | 57,0 dBm |
| Yol kaybı (900 MHz, 5 km) | −105,5 dB | −151,0 dB |
| Alıcı anten kazancı | 0,0 dBi | 0,0 dBi |
| Alıcı kablo kaybı | 0,0 dB | 0,0 dB |
| Alınan işaret seviyesi | −48,5 dBm | −94,0 dBm |
| Alıcı duyarlılığı | −102,0 dBm | −102,0 dBm |
| Sönümlenme payı | −10,0 dB | −10,0 dB |
| Kalan pay | +43,5 dB | −2,0 dB |
Serbest uzay modeli bağlantıyı fazlasıyla yeterli gösterirken, kentsel ortam modeli aynı bağlantının sönümlenme payını karşılamadığını gösterir. Yol kaybı modelinin seçimi sonucu belirler.
Link bütçesi hesaplayıcı
- EIRP
- –
- Yol kaybı
- –
- Alınan işaret seviyesi
- –
- Kalan pay
- –
FSPL (dB) = 32,44 + 20·log₁₀(f MHz) + 20·log₁₀(d km). Okumura-Hata modeli 150 – 1500 MHz, 1 – 20 km, 30 – 200 m baz istasyonu ve 1 – 10 m mobil anten yüksekliği için geçerlidir; küçük ve orta ölçekli şehir düzeltmesi kullanılmıştır.
Link bütçesi sonucu ne söyler?
Kalan pay sıfırın üzerindeyse bağlantı güvenilir kapsama sağlar. Pay ne kadar büyükse bağlantı, hava ve ortam değişimlerine o kadar dayanıklıdır.
Kalan pay sıfırın altındaysa işaret kaybı ya da düşük hizmet kalitesi beklenir. Bütçeyi dengelemek için bir kalemin iyileştirilmesi gerekir.
Eksi çıkan bir bütçeyi düzeltmenin en ekonomik yolu çoğu zaman anten tarafıdır: daha yüksek kazançlı bir anten, daha kısa ya da daha düşük kayıplı bir kablo, antenin daha yükseğe ve baz istasyonunu gören bir noktaya alınması. Her biri bütçeye doğrudan dB olarak yansır. Anten seçenekleri için Poynting ürünlerine ve Poynting çok sorulan sorular sayfasına bakabilirsiniz.
Link bütçesi işaretin gücünü hesaplar, kalitesini değil. Güç yeterli olduğu hâlde bağlantı kötüyse sorun büyük olasılıkla girişimdir; bunun için 4G 5G sinyal kalitesi notuna bakın.
Link bütçesi hakkında 3 soru
EIRP nedir?
Eşdeğer izotropik yayılan güçtür: verici çıkış gücünden kablo ve konnektör kayıpları çıkarılır, verici anten kazancı eklenir. Antenin en güçlü yönünde yayılan gücü, her yöne eşit yayan ideal bir antene göre ifade eder.
FSPL ile Okumura-Hata arasındaki fark nedir?
FSPL yalnızca frekans ve mesafeye bağlıdır ve verici ile alıcı arasında engel olmadığını varsayar. Okumura-Hata ölçümlere dayalı bir modeldir; binaların ve anten yüksekliklerinin etkisini de hesaba katar, bu yüzden kentsel ortamda çok daha yüksek kayıp verir.
Sönümlenme payı ne kadar olmalı?
Ortama ve beklenen güvenilirliğe bağlıdır. Pay büyüdükçe bağlantı gölgelemeye ve çok yollu sönümlenmeye karşı daha dayanıklı olur, ama aynı kapsama için daha fazla güç ya da kazanç gerekir.