关于EIRP

在ARUBA配置AP功率的地方,只有一个EIRP参数,本文简单介绍无线中关于EIRP值的问题。

EIRP也叫等效全向辐射功率(英语:equivalent isotropically radiated power,EIRP),或叫有效全向辐射功率;是理论上各向同性天线 (在所有方向上均匀分配功率) 发射的功率度量值,是在最大天线增益方向上观察到的峰值功率度量。单位通常为dBm或dB。

什么是各向同性天线( Isotropic radiator 各向同性辐射体)

一个各向同性辐射体是一种理论值, 代表 0dBi 的天线在所有方向上(X,Y,Z轴)均等地辐射能量, 这种天线我们认为它的效率是 100%. 由于天线内部的吸收/传导上的消耗, 显然这种天线是不存在的。

EIRP有两个主要因素:总辐射功率;以及基于天线方向图的天线增益。同一发射机采用具有不同天线增益的天线时,将产生不同的EIRP结果。相反地,运行于同一天线上的具有不同功率输出值的发射机也将产生不同的EIRP结果。举例而言,增益为4(6dBi)的100瓦发射机与增益为1(0dBi)的400瓦发射机具有相同的EIRP。需要注意的重要一点是,在EIRP的概念上,各向同性辐射天线为一种假想的天线,其天线方向图实际上并不能实现。因此,EIRP为理论最大值。

关于增益

加大天线系统的增益会令天线辐射的波瓣更加集中,相对于各向同性辐射体, 由于把能量更多地从旁波瓣集中到主波瓣上, 这在建立一个远距离的点对点链路是非常有用的。

下图是低增益的全向天线 vs 定向天线

下面两个全向天线的极化图为我们展示了增益是如何影响到指向性的, 以ARUBA天线AP-ANT-1W/20W举例,1w在5Ghz增益5.8dBi ,20w在5Ghz增益2dBi ,尽管1w和20w全向天线在水平面(右图)上的方向都是 360 度(这就是为什么叫做”全向”天线的原因),但我们从 5.8dBi 的天线在垂直面(蓝色图)上的波束更窄就可以知道它的方向性更强。和 2dBi 天线的垂直图比起来二者最大的区别就在于, 5.8dBi 的天线更多地把旁波瓣上的能量集中起来, 所以可以辐射到更远处的接收端。

回到EIRP值,EIRP通常用等效信号强度的各向同性辐射器发射的参考功率上的分贝来表示。 EIRP允许在不同发射器之间进行比较,而不管其类型,大小或形式如何。通过EIRP,并了解实际天线的增益,可以计算实际功率和场强值。

计算公式:

EIRP = Tx RF Power (dBm)+GA (dB) – FL (dB)

解释:

Tx RF Power :发射射频功率,在设备的RF连接器上测量的RF功率

GA :Antenna gain天线增益

FL : Feeder loss馈线损耗(电缆损耗或任何其他损耗)

show ap bss-table(此命令将显示Ap的EIRP值)

为什么AP要用EIRP值来控制,而不是直接控制发射功率?

方便监管,无论是工信部还是FCC,只用关心有效的辐射功率值,不用管你发射功率多少,天线增益多少。因为:

  • 9dBm发射功率+ 11dBi天线= 20 dBm EIRP
  • 18dBm发射功率+ 2dBi天线= 20 dBm EIRP

按照工信部无线管理局的规定,无线局域网设备发射功率在天线增益不大于10dBi时,EIRP不得大于20dBm;天线增益大于等于10dBi时,EIRP不得大于27dBm。

其他好处:采用EIRP值是为了保证终端能“听”到无线信号的最大强度,如果采用发射功率值,无法保障终端“听”到最终功率值。对于一个复杂环境有多种AP型号、多种天线情况下,通过EIRP可以更方便使用户终端信号“满格”。

当然EIRP没有考虑上行方向,也就是终端到AP的情况,因此EIRP不能用来体现终端到AP的“健康”情况,也就是上述信号“满格”是有条件的。

同一AP不同信道为何最大EIRP值不一样?

这个是由于当地监管受限导致。可以通过命令show ap allowed-max-eirp 查看支持的最大EIRP

例如中国的5.8GHz在5725~5850(信道149~165),最大EIRP值限制在33dBm

EIRP值设置多少合适?

EIRP并不是越大越好,EIRP需要根据实际环境、不同AP密度等情况等综合考虑。具体可参考相关优化文档:

Aruba无线网络优化项

Aruba 802.11ac网络的射频和漫游优化

附:dBm到mW转换(常用单位转换):https://www.rapidtables.com/convert/power/dBm_to_mW.html

查看天线增益命令:show ap debug power-table ap-name xxx radio 1 | include Gain

(Demo-7010-1) [MDC] #show ap debug power-table ap-name “Demo room_DE-A” radio 1 | include Gain
Actual Antenna Gain: 3.1
Effective Antenna Gain: 3.1
Combined EIRP Limits = Combined Conducted Limited + Effective Antenna Gain + Power gain + correlation gain

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