Локальные беспроводные сети со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS)

Локальные беспроводные сети FHSS поддерживают скорости передачи 1 и 2 Мбит/с. Устройства FHSS осуществляют скачкообразную перестройку частоты по предопределенной схеме, как показано на рис. 17. Устройства FHSS делят предназначенную для их работы полосу частот от 2,402 до 2,483 ГГц на 79 не перекрывающихся каналов. Ширина каждого из 79 каналов составляет 1 МГц, поэтому локальные беспроводные сети FHSS используют относительно высокую скорость передачи символов, 1 МГц, и намного меньшую скорость перестройки с канала на канал.

Рисунок 17. Пример скачкообразной перестройки частоты

Последовательность перестройки частоты должна иметь следующие параметры: частота перескоков не менее 2,5 раз в секунду как минимум между 6-ю (6 МГц) каналами. Чтобы минимизировать число коллизий между перекрывающимися зонами покрытия, возможные последовательности перескоков должны быть разбиты на три набора последовательностей, длина которых составляет 26 последовательностей чисел.

При использовании на физическом уровне сигналов с псевдослучайной перестройкой частоты (FHSS) кадр физического уровня имеет структуру, представленную на рис. 18.

Рисунок 18. Структура кадра физического уровня FHSS

Поле Sync размером 80 бит. Строка, состоящая из чередующихся 0 и 1, начинается с 0. Приемная станция использует это поле, чтобы принять решение о выборе антенны при наличии такой возможности, откорректировать уход частоты (frequency offset) и синхронизировать распределение пакетов (packet timing).

Поле флага начала фрейма (start of frame delimiter, SFD) размером 16 бит. Состоит из специфической строки (0000 1100 1011 1101, крайний слева бит первый) для обеспечения синхронизации фреймов (frame timing) для приемной станции, по ней определяется первый бит данных.

Слово длины служебного элемента данных PLCP (PSDU) - PSDU length word (PLW) размером 12 бит. Указывает размер кадра MAC (PSDU) в октетах. Максимально возможная длина поля данных 4095 байт.

Сигнальное поле PLCP (signaling field PLCP, PSF) размером 4 бит. Указывает скорость передачи данных конкретного фрейма.

В поле контроля ошибок передастся результат помехоустойчивого кодирования с образующим полиномом g(x)=x16+х12+x5+l, позволяющим обнаруживать ошибки в заголовке кадра.

Передаваемые данные физического уровня помещаются в поле данных.

Подуровень PLCP преобразует кадр в поток битов и передает его на подуровень PMD. Подуровень PMD технологии FHSS модулирует поток данных с использованием модуляции, основанной на гауссовом переключении частот (Gaussian frequency shift keying, GFSK).

Двоичные значения 0 и 1, передаются синусоидальным сигналом с соответствующими частотами f1 и f2. Период передачи одного символа обуславливает длительность передачи синусоидального сигнала одной частоты. Часто, вместо того чтобы указывать значения двух частот в абсолютных величинах, их указывают относительно несущей частоты fc, например

f1 = fc - fd и f2 = fc + fd.

Одним из преимуществ частотной манипуляции является легкость реализации соответствующих передатчика и приемника, поскольку модуль сигнала остается постоянным и никакая информация не переносится амплитудой сигнала. Это позволяет передавать большую среднюю мощность при одинаковой пиковой. Однако частотная манипуляция имеет также несколько серьезных недостатков, не последним из которых является неэффективное использование полосы пропускания.

Одна из серьезных задач, которую должен решать модулятор FSK - обработка процесса передачи 0, следующего сразу же после 1. При этом требуется, чтобы частота сигнала мгновенно изменилась со значения fc - fd на значение fc + fd. Это приводит к прерывному изменению выходного сигнала, во время которого выделяется много энергии на частотах, выходящих за рамки частотного диапазона.

Чтобы справиться с этой проблемой, приходится фильтровать сигнал, поступающий на частотный модулятор, это позволяет сгладить переходы с частоты fc - fd на частоту fc + fd. В случае использования модуляции GFSK используется гауссов фильтр, наименование fd происходит от термина "девиация частоты". Стандарт 802.11 указывает, что она должна составлять не менее 110 кГц. При работе на скорости 2 Мбит/с используется модуляция 4GFSK; в этом случае два бита модулируют сигнал одновременно с использованием двух девиаций частоты, как показано в таблице 3.

Таблица 3. Преобразование символов в частоту при модуляции 4GFSK

Символ

Частота

10

fc + fd2

11

fc + fd1

01

fc - fd1

00

fc - fd2

Перейти на страницу: 1 2

Другие публикации

Блок контроля дискретных сигналов MDI8
Сенсорные панели оператора SIMATIC TP170A/TP170B предназначены для построения профессиональных систем человеко-машинного интерфейса в системах управления на основе пр ...

Линейная решетка вибраторных антенн
Одной из актуальных задач антенной техники является создание антенн с управляемыми диаграммами направленности. Свойство сканирования позволяет осуществлять сопров ...

Меню

Copyright @2020, TECHsectors.ru.