ОСОБЕННОСТИ ЦИФРОВЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ РАДИОПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

1

• Авторы
• Файлы

Дудров А.Е. Литвинская О.С. Статья в формате PDF 287 KB

В данной статье рассмотрены хаpaктеристики радиопередающих цифровых интерфейсов, работающих в диапазоне частот 2,4 ГГц и стандарте IEEE 802.11a. Данный стандарт радиосетей был выбран как первый стандарт сетей Wi-Fi. Хаpaктеристики любого цифрового радиопередающего оборудования можно разделить на 3 категории. Первая категория -
это хаpaктеристики блока контроля передачи информации и буфера данных. Вторая категория - это хаpaктеристики передаваемых пакетов данных, их группировка, размерность минимального пакета и максимального пакета данных и алгоритм преобразования из цифровой в аналоговую форму для передачи и наоборот для приёма. Третья категория - это хаpaктеристики аналоговой части радиопередающего устройства, выходная мощность радиопередатчика, метод передачи и селекции сигнала, его помехоустойчивость к внешним воздействиям.

Стандарт сетей IEEE 802.11a предусматривает организацию радиосвязи по двум основным протоколам TCP v.4 и UDP. Максимально допустимый размер пакетов в приведенных протоколах составляет 64 кбит. Однако, пакеты таких размеров не передаются по сети вследствие ограничения разрядности блока преобразования аналоговых данных в цифровые и трудностей с повторной передачей данных при его потере. Алгоритм селекции и передачи сигнала осуществляется за счёт ортогонального частотного разделения каналов с мультиплексированием сигнала (OFDM). Сигналы OFDM получаются путем использования быстрого преобразования Фурье (БПФ).

Алгоритмы БПФ наиболее эффективны с точки зрения помехозащищенности и возможности корректировки алгоритма. Реализация алгоритма БПФ при достаточной оптимизации кода могут не использовать специализированные блоки операций с плавающей запятой или сигнальные процессоры. Это позволяет разработчику - программисту легче оптимизировать цифровую часть обработки сигнала, руководствуясь только временем необходимым для обработки данных.

Отметим особенности распространения радиосигнала в прострaнcтве. Поскольку значение несущей частоты составляет около 2,4 ГГц, что соответствует СВЧ диапазону, то радиоволны этого диапазона крайне плохо распространяются вне зоны прямой видимости и отражаются от радионепрозрачных материалов. Для обеспечения уверенного радиоприема и передачи необходимо обеспечение нужного уровня напряженности электромагнитного поля на приемопередающей антенне. Минимально допустимое значение напряженности поля на приемной антенне определяется чувствительностью усилителя приемника радиосигнала и зависит от его устройства.

Для оптимального приема радиосигнала требуется, чтобы антенна приемника находилась в фокусе антенны радиопередатчика и напряжённость электромагнитного поля соответствовала бы минимальному необходимому. Напряженность поля при нахождении радиоприёмника в фокусе определяется по формуле Б.А. Введенского:

, В/м

где P, Вт - мощность, излучаемая антенной радиопередатчика; D - коэффициент направленного действия радиопередающей антенны по сравнению с ненаправленным излучением для ненаправленной штыревой антенны, для которой D = 1, H и h - высоты передающей и приёмной антенны, R - расстояние вдоль земной поверхности между антеннами, λ - длина волны. Напряжение радиосигнала, снимаемого с антенны, равно:

, мкВ

где h_д - действующая высота антенны, g_u - коэффициент усиления антенны по напряженности, e^-βl - коэффициент потерь в кабеле, β - показатель затухания кабеля, l - длина кабеля.

Данные хаpaктеристики определяют эффективность приема-передачи данных без учета внутрифирменных технологий и фоновых электромагнитных шумов. Рассматривая выбор конкретного устройства из имеющихся следует рассматривать хаpaктеристики аналогового сигнала для определения зоны уверенного приема и хаpaктеристики передающегося пакета. В частности, максимальный размер обpaбатываемого пакета, как правило, не указывается производителем и находится зачастую экспериментально.

Список литературы

1. Литвинская О.С., Дудров А.Е. Анализ современных радиоинтерфейсов // Современные методы и средства обработки прострaнcтвенно-временных сигналов: сборник статей IIX Всероссийской научно-технической конференции. - Пенза: ПДЗ, 2010.

---