Подстройка режима передачи
Изменение скорости. В случае движения мобильного устройства базовые станции и мобильные устройства динамически изменяют скорость передачи (механизм модуляции на физическом уровне), кроме того, будет меняться и SNR.
1. Когда узел отдаляется от базовой станции, SNR уменьшается, BER увеличивается
2. Когда BER становится слишком высоким, свитч понижает скорость передачи, при этом понижается и BER (QAM256 (8 Мбит/сек)=> QAM16 (4 Мбит/сек)=> BPSK (1 Мбит/сек))
QAM это метод модуляции — квадратурно-амплитудная модуляция (КАМ). Он используется для передачи цифровых сигналов и предусматривает дискретное изменение состояния сегмента несущей одновременно по фазе и амплитуде.
Двоичная фазовая манипуляция (англ. BPSK) — самая простая форма фазовой манипуляции (ФМн). Работа схемы двоичной ФМн заключается в смещении фазы несущего колебания на одно из двух значений, нуль или pi (180°).
3. Стандарты nanoNET/nanoLOC IEEE 802.15.4a. Принцип измерения расстояний в технологии nanoLOC.
Приемопередатчики компании Nanotron диапазона 2.4 ГГц предназначены для беспроводной передачи данных в системах мониторинга и управления, где производительности ZigBee и Bluetooth становится не достаточно, а устройства Wi-Fi не могут применяться из-за высокого энергопотребления.
Особенности:
- Нелицензируемый диапазон 2,4ГГц
- Скорость передачи до 2Мбит/c
- Уникальный метод частотного chirp-кодирования
- Возможность функционирования с привязкой к универсальному времени UTC
- Малое энергопотребление
- Совместимость со стандартом IEEE 802.15.4а
- Дальность до 900м
Методы расширения спектра
1.FHSS. Суть метода заключается в периодическом скачкообразном изменении несущей частоты по некоторому алгоритму, известному приемнику и передатчику.
2. DSSS. Суть метода заключается в повышении тактовой частоты модуляции, при этом каждому символу передаваемого сообщения ставится в соответствие некоторая достаточно длинная псевдослучайная последовательность.
3. CSS. Суть метода заключается в перестройке несущей частоты по линейному закону. Метод используется в радиолокации и NanoNET.
Модуляция несущей частоты: MDMA (multi-dimensional multiple access) использует два простых сигнала для обработки и передачи символов. Оба сигнала обладают частично дополняющими свойствами и имеют особый признак – у них одинаковый спектр.
Для обработки немодулированного сигнала в приемниках и передатчиках используются идеальные sinc импульсы. Эти импульсы имеют наименьшую длительность в данной полосе пропускания B. Последовательность бит в течении импульса при немодулированной передаче является оптимальной. Кроме того, sinc импульсы относительно легко генерируются передатчиком и в приемнике обнаруживаются простым дифференцированием.
MDMA использует Chirp импульс для передачи в пространстве. Chirp импульсы – сигналы с линейной частотной модуляцией и постоянной амплитудой. Они заполняют всю полосу частот B в течение заранее известного времени T. Произведение длительности сигнала на ширину полосы пропускания (база сигнала) может быть много больше 1.
Одинаковый спектр – это не единственное сходство между sinc и chirp импульсами. Эти импульсы можно с легкостью преобразовать один в другой с помощью рассеивающей линии задержки (Dispersive Delay Line (DDL)), например ПАВ-фильтром (фильтр на поверхностно-акустических волнах). Комбинация этих двух сигналов составляет основной принцип MDMA.
Up-chirp и down-chirp перпендикулярны и легко разделяются
Коррекция ошибок в nanoNET Для кодирования FEC с возможностью исправления ошибок передачи трансиверы nanoNET используют классический код Хэмминга (7,4), то есть к каждой четверке информационных бит добавляется 3 проверочных, общая длина кодового слова равна 7.
Дальность передачи на открытом пространстве составляет сотни метров. Технология NanoNET принята в качестве стандарта IEEE802.15.4а физического уровня беспроводной передачи данных для систем с повышенным уровнем помех в диапазоне 2,4ГГц.
Технология NanoLOC предоставляет пользователям новую возможность определения расстояния между приемопередатчиками с погрешностью до двух метров. Эта новая возможность может использоваться для определения местоположения приемопередатчика NanoLOC относительно соседних приемопередатчиков, использующих ту же технологию. Например, для определения местоположения мобильного объекта с приемоперередатчиком NanoLOC в трехмерной системе координат необходимо наличие четырех других приемоперередатчиков NanoLOC с заранее известными координатами.
Метод измерения дистанции Symmetric Double Sided Two Way Ranging (SDSTWR) основан на использовании теории оптимальной обработки сигналов. Заключается он в следующем. Представим систему, состоящую из двух объектов A и B. Расстояние между объектами неизвестно, и его необходимо измерить.
Объект A посылает объекту B пакет данных с запросом на измерение расстояния и фиксирует момент времени отправки этого пакета.
Объект B получает пакет данных от объекта A и через некоторое заранее известное время, необходимое для обработки запроса, высылает объекту A подтверждение.
Объект A получает подтверждение от объекта B и фиксирует момент времени прихода этого подтверждения.
Далее объект A, зная время, прошедшее между излучением пакета данных с запросом на измерение расстояния и получением подтверждения, может вычесть из него время, затраченное объектом B на обработку запроса.
Разделив полученный результат на два, объект A будет знать время прохождения радиосигнала до объекта B. Скорость распространения радиоволн известна и равна скорости света, следовательно, не составит труда вычислить расстояние между объектами A и B.
Указанную процедуру измерения расстояния между объектами A и B для большей надежности можно проделать несколько раз, а затем вычислить среднее значение этого расстояния. Измерив расстояния от мобильного объекта до четырех контрольных точек с известными координатами, можно однозначно определить его местоположение в трехмерном пространстве
.
