Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,823

ОСОБЕННОСТИ ЦИФРОВЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ РАДИОПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Дудров А.Е. Литвинская О.С.

В данной статье рассмотрены характеристики 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. Характеристики любого цифрового радиопередающего оборудования можно разделить на 3 категории. Первая категория -
это характеристики блока контроля передачи информации и буфера данных. Вторая категория - это характеристики 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 характеристики 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 пространстве. 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:

f, 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:

f, мкВ

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

Данные характеристики определяют эффективность приема-передачи данных без учета внутрифирменных технологий и фоновых электромагнитных шумов. Рассматривая выбор конкретного устройства из имеющихся следует рассматривать характеристики аналогового сигнала для определения зоны уверенного приема и характеристики передающегося пакета. В частности, максимальный размер обрабатываемого 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 пространственно-временных сигналов: сборник статей IIX Всероссийской научно-технической конференции. - Пенза: ПДЗ, 2010.


Библиографическая ссылка

Дудров А.Е., Литвинская О.С. ОСОБЕННОСТИ ЦИФРОВЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ РАДИОПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ // Успехи современного естествознания. – 2011. – № 7. – С. 106-106;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=27095 (дата обращения: 27.11.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074