Спектр расширения чирпа
| полосы пропускания Модуляция |
|---|
 |
| Аналоговая модуляция |
| Цифровая модуляция |
| Иерархическая модуляция |
| Распространение спектра |
| См. также |
| Мультиплексирование |
|---|
 |
| Аналоговая модуляция |
| Связанные темы |
В цифровой связи ЛЧМ-расширенный спектр ( CSS ) — это метод расширения спектра , который использует широкополосные линейные частотно-модулированные ЛЧМ- импульсы для кодирования информации. [ 1 ] Чирп — это синусоидальный сигнал, частота которого увеличивается или уменьшается с течением времени (часто с полиномиальным выражением зависимости между временем и частотой).
Обзор
[ редактировать ]Как и в случае с другими методами расширения спектра , при широковещательном расширении спектра используется вся выделенная ему полоса пропускания для трансляции сигнала, что делает его устойчивым к канальному шуму. Кроме того, поскольку ЛЧМ-сигналы используют широкую полосу спектра, расширенный спектр ЛЧМ-сигнала также устойчив к многолучевому замиранию даже при работе на очень низкой мощности. Однако он отличается от расширения спектра прямой последовательности (DSSS) или расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS) тем, что он не добавляет к сигналу никаких псевдослучайных элементов, чтобы помочь отличить его от шума в канале, вместо этого полагаясь на линейный характер чирп-импульса. Кроме того, расширенный спектр ЛЧМ-сигнала устойчив к эффекту Доплера , который типичен для приложений мобильной радиосвязи. [ 2 ]
Использование
[ редактировать ]Расширенный спектр Chirp изначально был разработан, чтобы конкурировать со сверхширокополосными сетями для точного определения дальности и низкоскоростными беспроводными сетями в диапазоне 2,45 ГГц. Однако с момента выпуска IEEE 802.15.4a (также известного как IEEE 802.15.4a-2007) он больше не рассматривается IEEE активно для стандартизации в области точного определения дальности.
Расширенный спектр частотной модуляции идеально подходит для приложений, требующих низкого энергопотребления и относительно низких скоростей передачи данных (1 Мбит/с или меньше). В частности, IEEE 802.15.4a определяет CSS как метод для использования в низкоскоростных беспроводных персональных сетях (LR-WPAN). Однако в то время как стандарт IEEE 802.15.4-2006 определяет, что сети WPAN охватывают площадь 10 м или меньше, IEEE 802.15.4a-2007 определяет CSS как физический уровень, который должен использоваться, когда частью сети являются большие расстояния и устройства, движущиеся с высокой скоростью. ваша сеть. Было замечено, что реализация CSS от Nanotron работает на расстоянии 570 метров между устройствами. [ 3 ] Кроме того, реализация Nanotron может работать на скорости передачи данных до 2 Мбит/с — выше, чем указано в 802.15.4a. [ 4 ] Наконец, стандарт PHY IEEE 802.15.4a фактически сочетает методы кодирования CSS с дифференциальной фазовой манипуляцией ( DPSK) для достижения более высоких скоростей передачи данных.
Расширенный спектр ЛЧМ также может быть использован в будущем для военных приложений, поскольку его очень сложно обнаружить и перехватить при работе на малой мощности. [ 5 ]
Очень похожие формы колебаний частоты используются в радарах непрерывного действия с частотной модуляцией для измерения дальности (расстояния); немодулированный доплеровский радар непрерывного действия может измерять только дальность (относительную скорость вдоль луча зрения). Радиовысотомеры FM-CW очень широко используются в качестве радиовысотомеров в самолетах.
Одним из применений расширения спектра чирпа является LoRa . [ 6 ] [ 7 ]
См. также
[ редактировать ]- Bluetooth
- ИЭЭЭ 802.11
- ИЭЭЭ 802.15.4
- ИЭЭЭ 802.15.4а
- ИЭЭЭ 802.16
- ИЭЭЭ 802.20
- ИЭЭЭ 802.22
- Сравнительная таблица спектральной эффективности
- Зигби
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Компьютерное общество IEEE (31 августа 2007 г.). Стандарт IEEE 802.15.4a-2007. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: IEEE.
- ^ Берни, AJ, и Грегг, WD (июнь 1973 г.). О полезности ЛЧМ-модуляции для цифровой сигнализации, IEEE Transactions on Communications . Том КОМ-21, 748-751
- ^ http://www.autoid.org/SC31/wg5/06/WG5_200603_010_InfoCSS.ppt. Архивировано 21 октября 2007 г. в Wayback Machine , Испытание на шахте Nanotron: слайд 22.
- ^ Нанотронные технологии, (2007). Беспроводные сети на основе nanoNET chirp. Получено с http://www.nanotron.com/EN/docs/WP/WP_CSS.pdf. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Месть расширения спектра Chirp , Военные приложения. Архивировано 15 мая 2008 г. в Wayback Machine.
- ^ «РЧ модуляция: ускоренный курс для хакеров» . 28 января 2020 г.
- ^ Икпехай, Августин; Адебизи, Бамиделе; Раби, Халед М.; Ано, Кельвин; Анде, Рут Э.; Хаммудэ, Мохаммед; Гаканин, Харис; Мбанасо, Уче М. (апрель 2019 г.). «Маломощные глобальные сетевые технологии для Интернета вещей: сравнительный обзор» . Журнал IEEE Интернета вещей . 6 (2): 2225–2240. дои : 10.1109/JIOT.2018.2883728 . ISSN 2327-4662 . S2CID 69444615 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Загрузите стандарты 802.15 с сайта IEEE.
- IEEE 802.15 WPAN Альтернативный низкоскоростной PHY Task Group 4a (TG4a)
- Страница часто задаваемых вопросов Nanotron Technologies
- Страница расширения спектра Nanotron Chirp
- Беспроводные сети Nanotron nanoNET на основе Chirp [ постоянная мертвая ссылка ]
- О сосуществовании IEEE 802.15.4aCSS с IEEE 802.11b/g (WLAN 2,45 ГГц)