Технология Wi-Fi

Для каждой скорости приемник имеет определенную чувствительность. Для небольших скоростей чувствительность наименьшая. Для высоких скоростей чувствительность намного выше. В качестве примера в таблице 3 приведены несколько характеристик обычных точек доступа 802.11a,b,g.

Таблица 1 - Зависимость чувствительности от скорости передачи данных

Скорость	Чувствительность
54 Мбит/с	-66 дБ мВт
48 Мбит/с	-71 дБ мвт
36 Мбит/с	-76 дБ мВт
24 Мбит/с	-80 дБ мвт
18 Мбит/с	-83 дБ мВт
12 Мбит/с	-85 дБ мВт
9 Мбит/с	-86 дБ мВт
6 Мбит/с	-87 дБ мвт

FSL вычисляется по формуле:

FSL = Y_дБ - SOM

где SOM (System Operating Margin) - запас в энергетике радиосвязи (дБ). Учитывает возможные факторы, отрицательно влияющие на дальность связи, такие как:

§ температурный дрейф чувствительности приемника и выходной мощности передатчика;

§ всевозможные атмосферные явления: туман, снег, дождь;

§ рассогласование антенны, приемника, передатчика с антенно-фидерным трактом.

Параметр SOM обычно берется равным 10 дБ. Считается, что децибельный запас 10 по усилению достаточен для инженерного расчета.

Центральная частота канала F берется из таблицы 4:

Таблица 2 - Вычисление центральной частоты

Канал	Центральная частота (МГц)
1	2412
2	2417
3	2422
4	2427
5	2432
6	2437
7	2442
8	2447
9	2452
10	2457
11	2462
12	2467
13	2472
14	2484

В итоге получим формулу дальности связи:

.

2. Практическая часть

2.1 Выбор языка программирования

Программирование под Windows всегда было нелегкой задачей. Интерфейс прикладного программирования (Application Programming Interface) Windows предоставляет в распоряжение программиста набор мощных, но не всегда безопасных инструментов для разработки приложений. Можно сравнить его с бульдозером, при помощи которого удается добиться поразительных результатов, но без соответствующих навыков и осторожности, скорее всего, дело закончится только разрушениями и убытками.

Эта картина изменилась с появлением Visual Basic. Используя визуальный интерфейс, Visual Basic позволяет быстро и легко разрабатывать законченные приложения. При помощи Visual Basic можно разрабатывать и тестировать сложные приложения без прямого использования функций API. Избавляя программиста от проблем с API, Visual Basic позволяет сконцентрироваться на деталях приложения.

Microsoft Visual Basic 6.0 - это мощная система программирования, позволяющая быстро и эффективно создавать приложения для Microsoft Windows'95 и Microsoft Windows'NT

Оригинальный язык программирования Basic был создан Джоном Кемени и Томасом Курцем в 1963 г в Дартмурском колледже. Он быстро завоевал популярность в качестве языка для обучения программированию в университетах и школах. Был адаптирован для использования на персональных компьютерах основателем и главой компании Microsoft Биллом Гейтсом в середине 70-х гг.

С тех пор для ПК последовательно было выпущено несколько версий Basic, включая Microsoft Quick Basic и MS-DOS Qbasic. Хотя программная оболочка Visual Basic выполнена полностью графической, а сам язык программирования весьма далек от языка, применяемого для ранних версий интерпретаторов Basic, простота и элегантность Basic осталась в большой мере присущей и новым версиям.

Широкие возможности Visual Basic и его простота послужили основной причиной для выбора его в качестве языка программирования для создания таких Windows- приложений как Excel.

Основные возможности Visual Basic 6.0:

§ Управление множественными проектами с помощью Explorer

§ Использование новых сред Code Editor (Редактор кодов), в том числе Auto Quick Info (Быстрого Авто информатора)

§ Работа с окном Form Layout (Макета бланка) для настройки внешнего вида программы.

§ Изменение размеров окон и документов.

§ Выбор и использование функций управления Active X.

§ Использование новых отладочных инструментов и техник для исправления ошибок программирования.

§ Быстрый запуск проекта с одной или более предопределенной формой.

§ Расширение возможностей Microsoft Word через автоматизацию.

Среда программирования Visual Basic содержит все необходимые инструменты для быстрого и эффективного создания мощных программ, работающих в среде Windows.

2.2 Системные требования

В данном разделе приведено описание примерных характеристик, которым должен соответствовать компьютер для того, чтобы на нём могла использоваться разработанная программа. Минимальные системные требования - это набор условий, необходимых для возможности запуска и работы программного продукта. Однако, наличие минимальных системных требований не отменяет возможность запуска ПО на компьютерах, которые по характеристикам слабее минимальных.

Таблица 3 - Системные требования

	Декларируемые как минимальные	Рекомендуемые
Процессор	233 MHz	300 MHz или выше
Оперативная память	64 Мб RAM (могут быть ограничены некоторые возможности)	128 Мб RAM или выше
Видеоадаптер и монитор	VGA (640480)	Super VGA (800600) или выше
Свободное место на HDD	500 Кб	500 Кб или больше
Оптические накопители	CD-ROM (требуется для установки)	CD-ROM или DVD-ROM
Устройства взаимодействия с пользователем	клавиатура	клавиатура и мышь

Рекомендуемые системные требования - набор характеристик, подразумевающих оптимальную работу большей части возможностей продукта. Однако, даже если компьютер и подходит под рекомендуемые системные требования, это не значит высокой производительности ПО, например, в некоторых играх невозможно играть на максимальных настройках графики.

2.3 Описание данных

К входным данным программы относятся:

§ мощность передатчика;

§ коэффициент усиления передающей антенны;

§ коэффициент усиления приемной антенны;

§ чувствительность приемника на данной скорости;

§ потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах передающего тракта;

§ потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах приемного тракта;

§ запас в энергетике радиосвязи;

§ центральная частота канала.

Выходные данные

§ суммарное усиление системы;

§ потери в свободном пространстве;

§ дальность связи.

2.4 Проектирование интерфейса

Исходя из поставленной задачи, в приложении, предполагается использовать следующие элементы управления.

Picture Box - отображает графическое изображение - в него будет выведен логотип программы.

Label - надпись - не предназначена для редактирования пользователем. Размещаем 10 меток для вывода пояснительных надписей.

Text Box - текстовое поле - обеспечивает редактирование текста пользователем. Размещаем 6 меток для ввода исходных данных.

Command Button - командная кнопка - может содержать пиктограмму, надпись и подсказку. Разместим 1 кнопку для запуска алгоритма решения.

List Box - список элементов, один или несколько из которых может быть выбран пользователем. Помещаем 3 списка - для выбора исходных данных и вывода решения.

Line - отображает в форме линии. Разместим 2 линии для разделения блоков ввода.

Combo Box Поле со списком - комбинирует в себе список со значениями и текстовое поле. Размещаем 1 элемент для вывода списка оборудования.

Приступаем к размещению на форме элементов управления. Это производится следующим образом: выбираем необходимый элемент управления, щелкаем по нему, переводим мышь на поле формы и нажав на клавишу мыши растянем пунктирный прямоугольник до нужного нам размера. Отпустив клавишу мыши увидим, что на форме появился выбранный элемент. Справа, в окне свойств мы увидим его свойства, которые при необходимости будем изменять. Имя элемента управления определяется свойством Name и задается средой программирования по умолчанию. При необходимости его можно изменить.

Вид формы показан на рис. 8.

Рисунок 8 - Вид формы

Для сохранения проекта выполните следующие действия:

1. В меню File (Файл) выберите команду Save Project (Сохранить проект) или нажмите кнопку Save Project на стандартной панели инструментов.

2. В открывшемся диалоговом окне Save File As список Тип файла содержит значение Form Files, указывая, что сохраняется входящая в приложение форма. Используя раскрывающийся список Папка, выберите папку, в которой будет сохранена форма, затем в поле Имя файла введите имя формы и нажмите кнопку Сохранить.

Для записи процедуры обработки событий, необходимо:

· Определить, на какое событие какую реакцию вы хотите получить

· Определить, какова именно должна быть реакция

· Описать эту реакцию в коде на BASIC

· Найти процедуру обработки событий в окне кода

· Вставить код на BASIC

Приступаем к написанию программного кода. Для этого дважды щелкаем по кнопке, событие о нажатия которой будем обрабатывать, и переходим в окно редактора.

Запустим нашу задачу в среде VB. Для этого выполним команду Start из пункта Run главного меню, либо нажмем на F5, либо щелкнем по пиктограмме Start стандартной панели инструментов:

Если для текущего варианта кода мы делаем это в первый раз, то системе VB потребуется определенное время, чтобы скомпилировать наш текст (перевести его в машинные коды) и осуществить компоновку исполнимого модуля программы (подключить необходимые библиотеки с используемыми вами и системой функциями). При последующих запусках в одном сеансе работы с VB, программа будет запускаться мгновенно (если код ее не менялся).

Итак, если вдруг вы ввели код программы без ошибок, то после запуска программы на экране, поверх других окон, появляется окно нашей программы. Протестируем ее и убедимся, что она вполне работоспособена.

Последний этап - создание выполняемого (т.е. EXE) файла, то ради чего производилось проектирование. Нажимаем меню File Build [имя_проекта].exe…» сохраняем под предложенным именем и теперь можно закрыть VB и запускать EXE - файл без среды программирования.

2.5 Описание структуры программы

Процедура cmd Raschet_Click - расчет дальности действия канала связи.

Локальные переменные:

Ydb - суммарное усиление системы, тип Double;

Pt - мощность передатчика, тип Double;

Gt - коэффициент усиления передающей антенны, тип Double;

Gr - коэффициент усиления приемной антенны, тип Double;

Pmin - чувствительность приемника на данной скорости, тип Double;

Lt - потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах передающего тракта, тип Double;

Lr - потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах приемного тракта, тип Double;

FSL - потери в свободном пространстве, тип Double;

SOM - запас в энергетике радиосвязи, тип Double;

F - центральная частота канала, тип Double;

D - дальность связи, тип Double.

Процедура Combo1_Click - изменение списка оборудования и вывод в поля вода его параметров.

Локальные переменные:

mp - массив мощностей передатчиков, тип Double;

ma - массив мощностей антенн, тип Double.

Процедура Form_Load - инициализация списков при запуске программы.

Локальные переменные:

i - счетчик, тип Integer.

2.6 Инструкция пользователя

Установка программы производится как в отдельный каталог, так и в каталог с программами аналогичного назначения.

Чтобы начать работать необходимо:

§ открыть папку Мой Компьютер

§ выбрать диск на котором расположена программа

§ найти папку с программой и открыть ее

§ запустить файл WIFI.EXE.

или

§ открыть окно Проводника

§ выбрать диск на котором расположена программа

§ найти папку с программой и открыть ее

§ запустить файл WIFI.EXE.

Окно состоит из следующих элементов:

1. списков выбора скорости передачи данных и канала;

2. раскрывающегося списка для выбора модели оборудования;

3. полей ввода данных;

4. списка вывода решения;

5. кнопки запуска процедура расчета.

Последовательность работы следующая:

§ выбрать в списках (1) и (2) необходимые параметры;

§ ввести в поля ввода (3) значения для расчета.

Нажать кнопку Расчет. Программа произведет расчет и вывод результата в окно (4).

Для выхода из программы необходимо нажать кнопку закрытия окна.

2.7 Пример выполнения программы

Для проведения тестирования программы было взято следующее оборудование - роутер ASUS WL500G:

§ мощность передатчика - 18 дБм Вт;

§ мощность антенны - 5 дБи.

Мощность приемной антенны - 5 дБи.

В качестве рабочей частоты был выбран 12 канал с F = 2467 МГц, скорость 54 Мбит/с при которой чувствительность -66 дБм Вт.

Потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах передающего тракта - 1 дБ.

Запас в энергетике радиосвязи - 10 дБ.

Найдем суммарное усиление системы:

Y_дБ = P_{t, дБмВт} + G_{t, дБи} + G_{r, дБи} - P_{min, дБмВт} - L_{t, дБ} - L_{r, дБ} = 18 + 5 + 5 + 66 - 1 - 1 = 92 дБ.

FSL = Y_дБ - SOM = 92 - 10 = 82 дБ.

Дальности связи: сервер роутер интерфейс

Дальность действия Wi-Fi сигнала в нашем случае будет равна 114 метрам. Запустив программу с приведенными данными, получим:



Рисунок 9 - Результат выполнения программы

Как видим, он в точности совпал с результатами ручного счета.

Заключение

В данной работе был рассмотрен вопрос о беспроводной технологии Wi-Fi. Все аспекты, касающиеся данной темы нельзя описать в рамках работы, но основные моменты были описаны.

По материалам теоретической части мной была разработана программа на языке Visual Basic для расчета дальности действия Wi-Fi сигнала.

Нельзя не сказать, что технология Wi-Fi преследует в будущем несколько нереальные для нас пока цели. Т.е. для нашего понимания трудно представить, что когда-нибудь возможно будет, просто гуляя по городу, воспользоваться беспроводным выходом в Интернет. Не стоит также забывать о том, что беспроводная технология и технологии спутниковой передачи информации и мобильной связи это разные вещи. Также очень важно понимать, что к тому моменту, когда мы сможем в полной мере ощутить все достоинства данной технологии, в нее может быть внедрено еще много нового и полезного.

Несомненно, за технологией Wi-Fi будущее. Wi-Fi технологии становятся все более совершенными и качество их соединения и безопасность стремительно приближается к возможностям обычного, широко используемого, проводного соединения.

Список использованной литературы

1. Браун С. Visual Basic 6.0 с самого начала. - М.: Питер, 2000. - 336 с.

2. Вишневский В.М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. - М.: Техносфера, 2005. ?592 с.

3. Глушаков С.В. Программирование на Visual Basic 6.0 / С.В. Глушаков, С.А. Сурядный. - М.: ООО «Издательство АСТ»; Харьков: «Фолио», 2003. - 497 с.

4. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. /В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. - Спб.: Питер, 2003. - 864 с.

5. Максимов Н.В., Попов П.И. Компьютерные сети: Учебное пособие. - М.: Форум: Инфра - М, 2004. - 336 с.

6. Педжман Р., Джонатан Л.. Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11. Практическое руководство по изучению, разработке и использованию беспроводных ЛВС стандарта 802.11. - М.: Вильямс, 2010. - 671 с.

7. Столлингс В. Беспроводные линии связи и сети. Пер. с англ. ? М.: Издательский дом «Вильямc», 2011. ? 653 с.

8. Шахнович И. Современные технологии беспроводной связи. ? М.: Техносфера, 2010. ? 493 с.

Размещено на Allbest.ru

...