¿Cómo se implementa el espectro ensanchado en transmisores de ciclo de trabajo bajo para 868 / 900Mhz, 2.4Ghz, etc.

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Hay muchos módulos de comunicaciones punto a punto y de datos de malla disponibles que operan en las bandas 868 / 900Mhz y 2.4GHz. Entiendo cómo los dispositivos de espectro ensanchado por salto de frecuencia podrían funcionar de manera muy eficiente en presencia de una buena señal de "tiempo" uniforme. Sin embargo, a falta de tal cosa, ¿cómo pueden los transmisores y los receptores encontrarse de manera eficiente entre sí? La única forma en que puedo ver que los receptores puedan encontrar los transmisores es que ellos preceden a cualquier transmisión en una frecuencia particular con un preámbulo que sea lo suficientemente largo como para que un receptor recorra todas las frecuencias disponibles hasta que encuentre una frecuencia que esté en uso. Bajo tales restricciones, aumentar la cantidad de canales utilizados para el salto de frecuencia de un dispositivo en particular aumentaría la longitud de preámbulo requerida. Además, a menos que el preámbulo incluya un patrón de datos repetidos para permitir que los dispositivos rechacen las transmisiones tempranas que no son de su interés, aumentar el número de canales utilizados para el salto de frecuencia aumentaría la interferencia entre los dispositivos de salto de frecuencia (ya que si dos dispositivos A no están relacionados) B intenta transmitir en el mismo rango de frecuencias, con la transmisión de A ligeramente anterior a la de B, un receptor que estaba interesado en la transmisión de B probablemente escuche el preámbulo de A, se bloquee en la frecuencia de A, y por lo tanto no esté buscando otras frecuencias mientras el preámbulo de B está siendo transmitido.

¿Estoy malinterpretando las cosas o es más arriba cómo funcionan realmente los diversos módulos de radio en el mercado?

Lo que parece más sensato sería tener un pequeño número de canales que se usaron para enviar "encabezados de paquetes", donde cada encabezado de paquete contendría el número de un canal seleccionado al azar que se usaría para almacenar datos de paquetes. . Si el receptor solo tuviera que escuchar una pequeña cantidad de canales, podría identificar más rápidamente el preámbulo de una transmisión, reduciendo así la longitud requerida de un preámbulo (por ejemplo, usar cuatro canales en lugar de 15 probablemente permitiría una reducción de 2/3 en longitud del preámbulo). Dado que solo los encabezados de paquetes se enviarían en el canal de "introducción", parecería que la contención podría reducirse.

Si un receptor tiene que escuchar una secuencia de preámbulo de cuatro bytes para reconocer una transmisión, el envío de paquetes de 64 bytes de datos y 10 bytes de encabezado en 15 canales seleccionados al azar requeriría, para cada paquete, escribir un canal para 75+ 10 + 64 = 149 tiempos de caracteres; dividido entre 15 canales, que sería un promedio de 10 caracteres por canal.

Si uno usara cuatro canales de "introducción" y 11 canales de datos, cada transmisión requeriría enviar 20 + 10 = 30 bytes en el canal de introducción, y 4 + 10 + 64 = 78 bytes en el otro canal (la figura más del encabezado no tendría que ser retransmitido). La utilización del canal de introducción sería de 30 bytes / 4 canales (7.5 / canal), mientras que la utilización del canal de datos sería 78/11 (7.1 / canal). ¿Alguien sabe si algún dispositivo hace algo así?

    
pregunta supercat

2 respuestas

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No soy un experto en esto, espero que pronto haya respuestas mucho mejores. Las siguientes especializaciones en una "ventaja" que pueden ser muy útiles o un callejón sin salida completo, por favor avise.

802.15.4 es probablemente un punto de partida útil para la comprensión. Esta es la capa física y MAC que las capas de nivel superior implementaron por Zigbee y ISA100 y Wireless HART y MiWi de Microchip se basan en. (Todos menos uno de ellos son referencias de Wikipedia).

802.15.4 está dirigido especialmente a comunicaciones poco frecuentes de baja potencia. Parte de la baja potencia en implementaciones específicas se logra con bajos niveles de potencia de transmisión, pero el protocolo se enfoca en lograr una baja potencia. Un método de muchos es la asignación de espacios asignados previamente.

Este documento parece tener cosas útiles que decir Coexistencia de IEEE802.15.4 a 2.4 GHz pero yo tuvo problemas para encontrar una forma descargable de este. Este puede leerse en línea. Versión igualmente molesta aquí

Microchip AN1204 - Microchip MiWi ™ P2P Wireless Protocol - incluso puede ser útil :-) .

Este tutorial de automatización en tiempo real se desplaza por el tema general y puede ser adecuado.

UMASS Lowell - Conferencia sobre sensores inalámbricos interesante y posiblemente relevante.

pila de Microchip AN1066 MiWi

No directamente relacionados con la información, pero relevante y lo suficientemente interesante para ser incluidos

    
respondido por el Russell McMahon
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No entiendo por qué crees que funcionan para señales de "tiempo" uniformes y no para otras señales. ¿Qué diferencia hay en los dos escenarios?

El receptor no necesita ningún preámbulo ni medio amplificador para encontrar el transmisor (si se usan, entonces son para algún tipo de recuperación, por ejemplo, sincronización de bits o estimación de canal), toda la interferencia de todos los demás dispositivos reducido en el receptor cuando el código recibido se difunde con el código de difusión. El código de difusión se genera cuando el transmisor y el receptor se emparejan por primera vez.

El diagrama a continuación ilustra este hecho. La señal de interferencia puede tener un nivel de potencia más alto que nuestra potencia de transmisión, pero eso no impedirá la transmisión porque el nivel de potencia se dividirá por un factor de expansión N en el receptor cuando se realice la diseminación Esto se debe a que la señal de interferencia no tendrá ninguna correlación con nuestro código de propagación.

Addition:

Enunesquemadesaltodefrecuencia,elreceptorpuederecuperarfácilmentelafrecuenciadelosdatosenlaseñalrecibidar(t)utilizandoundetectordeMLcomoelquesemuestraacontinuación:

    
respondido por el KillaKem

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