ניתוח ביצועים של ציוד בטיחות אלקטרוני מבוסס תדרי רדיו (RF)

This post is also available in: English (אנגלית)

המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) בארה"ב השתתף בפרויקט רב שנתי לתמיכה בפיתוח מדדי ביצועים ושיטות בדיקה של ציוד בטיחות אלקטרוני מבוסס תדרי רדיו (RF) לשימוש קהילת הבטיחות הציבורית. העבודה המדווחת כאן מתמקדת במדידות זה לצד זה של מאפייני סביבת התפשטות גלי רדיו והביצועים האלחוטיים בפועל של שתי סביבות מייצגות של מגיבים למצבי חירום, תחנת רכבת תחתית ובניין רב קומות. זיהוי השפעות ניחותי נתיב על ביצועי התקנים אלחוטיים בסביבות שונות מאפשר פיתוח שיטות בדיקה מתוקננות, מבוססות בדיקות מעבדה, המדמות את התנאים בהם ציוד בטיחות אלקטרוני עומד בעת השימוש בו בשטח. בעקבות זאת, ניתן לשלב את שיטות הבדיקה בתוך תקנים מחייבים לסוג זה של ציוד.

הניתוחים שהוצגו על בדיקות RF PASS בוצעו בתחנת רכבת תחתית בניו יורק ובבניין Empire State Building, כיוון שסוגים אלו של מבנים מהווים סביבות מאתגרות של ערוצי התפשטות גלים. ברכבת התחתית מערכות RF PASS הוגבלו ביכולתן לתקשר מעבר לרמת הכניסה של הרכבת התחתית. ללא שימוש במהדרים (Repeaters), מרבית המערכות יכלו לתקשר רק במרחק קצר מעבר לתחתית גרם המדרגות שחיבר את תא הקופות לרחוב. שתי מערכות נעזרו במהדרים כדי להרחיב את תחום הכיסוי. כאשר מהדר מוקם בבסיס גרם המדרגות המוביל לרחוב, שתי המערכות יכלו להעביר את אזעקות RF PASS בין רמת הרחוב לפלטפורמת הנוסעים הראשונה. אבל, עם מהדר אחד בלבד, אף אחת מהמערכות לא הייתה מסוגלת להעביר תשדורות בין אתר הקליטה החיצוני לקומת הנוסעים השנייה. הדבר מצביע על כך שעבור מבנים בעלי מקטעים תת-קרקעיים ניכרים, עשויה להידרש מערכת מהדרים כדי לתקשר עם עמדת פיקוד חיצונית. אם למבנה מספר רמות תת-קרקעיות עם עומק הולך וגדל, עשויה להידרש מערכת ממסרים בעלת דילוגים מרובים (multiple-hop) להבטחת אמינות ערוץ התקשורת.

מתוך מדידות ניחותי נתיב והניתוחים שבוצעו בחמישה תדרים, בין 430 MHz ל-2405 MHz, הופקו מספר תובנות חשובות. על בסיס הערכים העליונים הסמוכים בייצוג תרשים המלבנים הסטטיסטי של נתוני ניחות נתיב בבניין  Empire State Building (כמתואר באיור 36 בדו"ח), אפשריים ערכי ניחות נתיב של 140 dB עד  175 dB עבור רבי קומות. עבור הרכבת התחתית, ערכי ניחות הנתיב הם מעל 210 dB עד  240 dB בשתי פלטפורמות הנוסעים התחתונות (כמתואר באיור 35 בדו"ח). התלות בתדר מודגשת יותר עבור תוצאות ה- Empire State Building, יותר מאשר עבור הרכבת התחתית. כך, בעוד המערכת יכולה לתפקד היטב בקצה התחתון של ספקטרום התדרים בקומות שמעל הקרקע בבניין גדול, תוצאות הרכבת התחתית מדגימות את העובדה שמבנים תת-קרקעיים עשויים לגרום להופעת ערכי ניחותי נתיב הגדולים מ- 200 dB בתחום 430 עד 2400 MHz.

הבדיקות המתוארות כאן התמקדו בביצועי מערכת RF PASS ומדידות התפשטות גלי RF ברבי קומות ותחנת רכבת תחתית. בעוד המטרה הראשית הייתה לבחון קורלציה בין ביצועי המערכת להתנהגות ניחותי הנתיב, הייתה גם מטרה משנית –איסוף נתוני ניחות נתיב בשתי סביבות עתירות ניחות. עקב כך, כלולים בדו"ח ערכי פרמטרים עבור פילוגי log-normal שיאפשרו בעתיד את הדמיית תנאי ניחות הנתיב שנמדדו.  המחברים מקווים שהנתונים המוצגים בדו"ח, יחד עם אוספי נתונים עתידיים, ישמשו לפיתוח מערכת מלאה של שיטות בדיקה, לא רק עבור מערכות PASS מבוססות גלי רדיו RF, אלא גם לציוד בטיחות אלקטרונית נוסף המבוסס RF. ערכי ניחות הנתיב שהופקו בדו"ח הינם כלליים וניתן להשתמש בהם לפיתוח תקנים לציוד אחר בהתאם לצורך שיתעורר עבור תקנים למערכות אלו.