Dosah: proč deset metrů a ne sto
Katalog slibuje „až 100 metrů“ a v hale to dělá deset. Není to lež — je to údaj z volného prostoru s ideální anténou, a rozdíl proti realitě má tři konkrétní příčiny, které jde spočítat.
Kam se ten dosah poděl
- Anténa v plastu, na malé desce, vedle baterie. Čtvrtvlnná anténa na 2,4 GHz chce tři centimetry volného prostoru kolem sebe (WaveLab, kap. 8) a v knoflíkovém čidle je nedostane. Reálná ztráta je 4 až 12 dB proti katalogové anténě, a to je faktor 1,6 až 4 v dosahu.
- Uvnitř budovy neklesá výkon s druhou mocninou, ale zhruba s třetí. Podle ITU-R P.1238 je exponent v kanceláři 30 místo 20 — a to je rozdíl mezi sto metry a dvaceti.
- Lidské tělo pohltí 3 až 6 dB. Čidlo na těle nebo v kapse ztratí polovinu dosahu jen tím.
| situace | rozpočet | volný prostor | uvnitř |
|---|---|---|---|
| 0 dBm, ideální antény, 1M | 97 dB | ~70 m | ~20 m |
| 0 dBm, anténa v čidle (−6 dB) | 91 dB | ~35 m | ~13 m |
| +8 dBm, anténa v čidle | 99 dB | ~88 m | ~24 m |
| 0 dBm, S=8, anténa v čidle | 101 dB | ~110 m | ~28 m |
Co s dosahem opravdu pohne
Kódované PHY přidá deset decibelů zadarmo (za cenu rychlosti) — to je víc, než kolik dá zvýšení výkonu z 0 na +8 dBm, a nestojí to proud.
Anténa je druhá největší páka a jediná, která nic nestojí za provozu. Šest decibelů z lepšího umístění je dvojnásobný dosah, a je to jednorázová práce při návrhu desky.
Výkon je poslední. Osm decibelů navíc je 2,5× dosah, ale při vysílání odebírá dvakrát tolik proudu — což u čidla na knoflíkové baterii nemusí být přijatelné.
Poctivé vymezení: tenhle výpočet používá exponent 3,0 z ITU-R P.1238 pro kancelář. Skutečná hala s regály může být kdekoli mezi 2,2 (volný prostor s odrazy) a 4,0 (zaplněný sklad) — a rozdíl mezi těmi dvěma je faktor pěti v dosahu. Změřit je vždycky lepší než spočítat, a u BLE to trvá deset minut: vzít periferii a chodit s ní, dokud spojení nespadne.