Tizim rejimi
SF/band
M
=
2k
B - PD
tezligi, bit/s
C/N (125
kHz), dB
C / N (Hz)
\u003d
E
b
/ N
0
,
dB
LoRa/DR0
12/125 kHz 4096
250
-20
+7
LoRa/DR1
11/125 kHz 2048
440
-17.5
+7
LoRa/DR2
10/125 kHz 1024
980
-o'n besh
+6,1
LoRa/DR3
9/125 kHz
512
1760
-12.5
+6
LoRa/DR4
8/125 kHz
256
3125
-o'n
+6
LoRa/DR5
7/125 kHz
128
5470
-7.5
+6,1
SNBWAN/pastga
havola
DBPSK
2
122, 244,
488, 976,
+6,25
(barcha
1953, 3906,
7812, 15625,
31250,
62500
tezliklar
uchun)
SNBWAN/uplink
4FSK
4
122, 244,
488, 976,
1953, 3906,
7812, 15625,
31250,
62500
+6,3
(barcha
tezliklar
uchun)
JADVAL. SIGNAL TIZIMLARINI SHOVQINGA QARSHI IMMUNITET
NUQTAI NAZARIDAN SOLISHTIRISH
SNBWAN uchun E
b
/N
0 chegara nisbatini aniqlaymiz.
SNBWAN pastga ulanishi DBPSK
modulyatsiyasi va R = 1/2, k = 3 (n = 2) bilan konvolyutsion kodlash bilan signal-
kod dizaynidan (SCK) foydalanadi. Pastga ulanish paketining hajmi 88 axborot
bitini (kodlovchining kirish bitlari - dekoderning chiqish bitlari), shu jumladan
CRC (2-rasm). Paket xatosi ehtimoli 0,1 ga teng bo'lsa, axborot biti xatosi ehtimoli
P
b
= 1 - (1 - 0,1)
1/88
= 1,2 × 10
-3
va ikki bitli (4-pozitsiya) xato ehtimoli bo'lishi
kerak. kod belgisi [ 4] P
s
= P
b
(M – 1)/(M/2)=1,2×10
–3
×3/2=1,8×10
–3
. Shakldagi
n = 2 uchun egri chiziqqa ko'ra. 6-16 da [9], biz DBPSK bilan aniqlaymiz, buning
uchun egri abscissa o'qi bo'ylab chapga 3 dB ga siljishi kerak, E
b
/ N
o
= +6,25
dB. Shunday qilib, SNBWAN pastga ulanishi DR3 rejimida LoRaWAN ga
nisbatan shovqinga chidamliligidan atigi 0,25 dB ga past.
Guruch. 2.
Pastga ulanadigan jismoniy qatlam paketining tuzilishi
SNBWAN yuqoriga ulanishi 4FSK modulyatsiyasi va bir xil kodlash bilan CCK
dan foydalanadi. Yuqori ulanish paketining hajmi CRC bilan birga 108 ma'lumot
bitini tashkil qiladi. Paket xatolik chegarasi ehtimoli 0,1 bo'lishi uchun ma'lumot
biti xatosi ehtimoli P
b
= 1 - (1 - 0,1)
1/108
= 9,75 × 10
-4
va 4 pozitsiyali kod
belgisining xato ehtimoli [4] bo'lishi kerak. P
s
\u003d P
b
(M - 1) / (M / 2) \u003d
9,75 × 10
-4
× 3/2 \u003d 1,5 × 10
-3
. Shakldagi nuqtali egri chiziq. 6-16 da [9],
kodlashsiz uzatishga mos keladi, ikkilik ortogonal signallarning xato ehtimoliga
bog'liqligi bilan birlashgan holda, noo'rin qabul qilish paytida M-pozitsion
ortogonal signallarning belgisiga xatolik ehtimoli bog'liqliklari shaklini aks
ettiradi; abscissa o'qi bo'ylab 10lg (log
2
M) ga o'ngga siljitish orqali. Kodlash bilan
uzatish uchun egri chiziqlar xuddi shunday o'ngga siljiydi.
Shuning uchun, E b
/N
o
ning
haqiqiy qiymatini topish uchun , xuddi DBPSKda bo'lgani kabi, grafiklarni
10lg(log
2
M) dB ga chapga siljitish kerak. M \u003d 4 uchun siljish 3 dB, n
\u003d 2 E
b
/N
o
\u003d +6,3 dB uchun. LoRaWAN bilan taqqoslash shuni
ko'rsatadiki, SNBWAN pastga ulanishi E
b chegara nisbati bo'yicha pastroq.
/N DR3
LoRaWAN rejimi uchun faqat 0,3 dB
.
Jadvaldan ko'rinib turibdiki , DR3 rejimida SNBWAN va LoRaWAN uchun
E
b
/N
0 chegara nisbati deyarli bir xil.
Agar LoRaWAN ortogonal signallarning M-pozitsion
tizimidan foydalangan bo'lsa, u holda 128-4096 M qiymatlarida u 3-4 dB shovqin
immunitetida afzalliklarga ega bo'ladi. Ammo tanlangan parametrlarga ega bo'lgan
jiringlash signallari ortogonaldan uzoqdir, shuning uchun LoRaWAN SNBWAN
ga shovqin immunitetini yo'qotadi yoki ahamiyatsiz daromadni ta'minlaydi, bu esa
LoRa keng polosali modulyatsiyaning radioaloqa energiyasidagi tor polosali
modulyatsiya usullaridan ustunligi haqidagi afsonani yo'q qiladi. tor polosali
modulyatsiya lahzali chastotada qabul qilish bilan 2FSK emas.
Yana bir afsona LoRa signal demodulyatori katta chastotali xatoliklarga nisbatan
juda mustahkam ekanligi haqidagi noto'g'ri fikrni shakllantirdi. Aslida, kirish va
sinxronlash so'zini kiritish paytida LoRaWAN qabul qilgichi signal chastotasini
yuqori aniqlik bilan sozlaydi va ruxsat etilgan chastota xatosini oshirish imkoniyati
juda uzun preambuladan foydalanish hisobiga erishiladi. Hatto yer usti aloqalari
uchun ham 19 baytlik muqaddima uzunligi tavsiya etiladi (2-jadvaldagi 150 ms
"yuqori" uzatish vaqtidan hisoblab chiqilgan.[bir], bu erda CRC va FEC paritet
belgilari bilan jismoniy qatlam sarlavhasining davomiyligi sinxronlash so'zi bilan
preambula uzunligini hisoblash uchun ayiriladi). Doppler chastotasining katta
siljishi bilan sun'iy yo'ldosh aloqalari uchun kirish uzunligi ancha uzun bo'lishi
kerak. Muqaddimaning davomiyligiga bo'lgan talab foydali yuk ma'lumotlar
paketining hajmiga bog'liq emas, faqat qabul qiluvchining zarur chastotasini
sozlash diapazoni bilan belgilanadi. Muqaddimaning maksimal uzunligi 65 536
belgi yoki DR3 rejimida 73 728 bayt ma'lumotni tashkil qiladi. Foydali
ma'lumotlar miqdoriga nisbatan bunday katta hajmdagi "qo'shimcha xarajatlar"
"Internet of Things" ning allaqachon past tezlikda LPWAN ulanishining
o'tkazuvchanligini sezilarli darajada kamaytiradi.
LoRaWAN texnologiyasidan [2] foydalangan holda "Internet of Things" radio
havaskor sun'iy yo'ldoshini ishlab chiqishda piko-sun'iy yo'ldosh orbitasi balandligi
(5 × 5 × 5 sm) 600 km va tashuvchida maksimal Doppler chastotasining ± 10 kHz
siljishi. 169 MGts chastotali er terminali (LT) qabul qiluvchisi, tizim o'tkazish
qobiliyatini yo'qotmaslik uchun men harorat bilan kompensatsiyalangan kristall
osilatordan (TCXO) foydalanishim kerak edi. NT ning serverga ulanishi ham
ko'rib chiqildi, bu erda Doppler chastotasining o'zgarishini qoplash uchun sun'iy
yo'ldoshning o'tishi, uning joylashuvi va NT joylashgan joyga nisbatan harakat
parametrlari haqida operativ ma'lumot olish mumkin bo'ladi. Bu, ayniqsa, Doppler
chastotasining maksimal siljishi ±20 kHz bo'lgan sun'iy yo'ldosh Interneti uchun
to'g'ri keladi.
Preambulani qabul qilishda qabul qiluvchini chastotada sozlash LoRadagi kabi
keng polosali modulyatsiya uchun ham, SNBWANdagi kabi tor polosali
modulyatsiya uchun ham faqat kirish turi o'zgaradi. SNBWAN shuningdek,
chastotani boshqarish diapazonini kengaytirish kerak bo'lganda preambulani
uzaytirishni talab qiladi va agar Doppler siljishining butun ±20 kHz diapazonida
sozlashga harakat qilsa, SNBWAN ham, LoRaWAN ham chastotada
sinxronlashtirilishi uchun juda uzun preambulalarni talab qiladi, bu keskin
ravishda. o'tkazish qobiliyatini pasaytiradi, foydali yuk uchun tarmoq sig'imi. Shu
sababli, har ikkala texnologiya uchun ham to'siqdan chiqish yo'li uchinchi tomon
ma'lumotlari asosida Doppler chastotasining o'zgarishini qoplashdir, bu esa sun'iy
yo'ldoshning LT ga nisbatan radial tezligini hisoblash imkonini beradi.
SNBWAN HT tashuvchining chastotasi va soatlarini barqarorlashtirish uchun
TCXO mos yozuvlar osilatoridan foydalanadi, ammo bunday katta Doppler
chastotasi siljishi bilan LoRaWAN HTda ham TCXO talab qilinadi. Axir, LoRa
rejimida sinxronizatsiya chiyillash signalining chastota diapazonining atigi ± 20%
chastotali ofsetlari uchun kafolatlanadi, bizning holatlarimizda bu ± 25
kHz. Doppler chastotasining o'zgarishiga qo'shimcha ±5 kHz dan oshmasligi
kerak, bu LoRaWAN NTda TCXO dan foydalanmasdan ta'minlanishi mumkin
emas. Shunday qilib, LoRa kabi ko'p pozitsiyali chirp-ga asoslangan signal tizimi
bilan keng polosali modulyatsiyadan foydalanish SNBWAN kabi tor polosali
signallarga nisbatan hech qanday afzalliklarni bermaydi, faqat signal spektrini
samarasiz kengaytiradi va sun'iy yo'ldosh bortida dasturiy ta'minotni qayta
ishlashni keraksiz ravishda murakkablashtiradi. . Tarmoqni kengaytirish uchun yer
terminallarini ishlab chiqarish doimiy ravishda Rossiyaga do'stona bo'lmagan
alyans bilan bog'langan mamlakatlar rahbariyatining siyosiy irodasiga yoki irodasi
yo'qligiga bog'liq, chunki faqat ikkita G'arb kompaniyasi qabul qiluvchi va LoRa
kontroller chiplarini ishlab chiqaradi - Semtech. (AQSh) va STMicroelectronics
(Frantsiya, Italiya). O'tkazilgan tahlillar LoRa - bu Amerika Qo'shma Shtatlarining
global aldashi, bu narsalar Interneti uchun kommunikatsiyalarni rivojlantirish
uchun noto'g'ri yo'nalishni belgilab beruvchi, global raqobatchilar tomonidan
qimmat, ammo bo'sh "o'lja" ga o'ylamasdan turib resurslarni isrof qilishiga olib
keladigan degan xulosaga kelishimizga imkon beradi. " jozibali "o'rash" da. chunki
qabul qiluvchilar va LoRa kontrollerlarining chiplari faqat ikkita G'arbiy
kompaniyalar - Semtech (AQSh) va STMicroelectronics (Fransiya, Italiya)
tomonidan ishlab chiqariladi. O'tkazilgan tahlillar LoRa - bu Amerika Qo'shma
Shtatlarining global aldashi, bu narsalar Interneti uchun kommunikatsiyalarni
rivojlantirish uchun noto'g'ri yo'nalishni belgilab beruvchi, global raqobatchilar
tomonidan qimmat, ammo bo'sh "o'lja" ga o'ylamasdan turib resurslarni isrof
qilishiga olib keladigan degan xulosaga kelishimizga imkon beradi. " jozibali
"o'rash" da. chunki qabul qiluvchilar va LoRa kontrollerlarining chiplari faqat
ikkita G'arbiy kompaniyalar - Semtech (AQSh) va STMicroelectronics (Fransiya,
Italiya) tomonidan ishlab chiqariladi. O'tkazilgan tahlillar LoRa - bu Amerika
Qo'shma Shtatlarining global aldashi, bu narsalar Interneti uchun
kommunikatsiyalarni rivojlantirish uchun noto'g'ri yo'nalishni belgilab beruvchi,
global raqobatchilar tomonidan qimmat, ammo bo'sh "o'lja" ga o'ylamasdan turib
resurslarni isrof qilishiga olib keladigan degan xulosaga kelishimizga imkon
beradi. " jozibali "o'rash" da.
LoRa rejimida spektrning kengayishining salbiy oqibati - IoT sun'iy yo'ldoshida bir
vaqtning o'zida faqat bitta signalni uzatish uchun ajratilgan chastota diapazonidan
samarasiz foydalanish, sinxron tor diapazonli SNBWAN tizimida esa bir xil
chastota diapazonida muntazam kirish. biroz yuqori tezlik, 125 / 1.953 = 64
signal. LoRaWAN tizimi tomonidan vaqtinchalik resursning tarmoqli kengligi
imkoniyatlaridan samarasiz foydalanishni hisobga olgan holda, muntazam kirish
imkoniyatiga ega bitta SNBWAN BS tomonidan xizmat ko'rsatadigan NTlar soni
64/(G
1/2
) = 64/0,0256 ≈ 2500 marta, va tasodifiy kirish bilan, 64 ×G
2
/(G
1
/2) = =
64×0,064/0,0256 ≈ bitta LoRaWAN BS xizmatidan 160 marta ko'p, bu erda
(G
1
/2) = –ln(1 – P
C1 )
)/2 = 0,0256 - "sof" ALOHA algoritmiga muvofiq bir
o'lchovli tasodifiy kirish kanalining tarmoqli kengligi; P
C1
=5% - bir o'lchovli
kanalda to'qnashuvlarning ruxsat etilgan ehtimoli; G
2
= G
1
2
= (–ln(1 – P
C2
–2
)
2
=
0,064 – “slot” ALOHA algoritmiga ko‘ra ikki o‘lchovli tasodifiy kirish kanalining
o‘tkazuvchanligi; P
C2
=5% – ruxsat etilgan ehtimollik ikki o'lchovli kanaldagi
to'qnashuvlar.
Bitta SNBWAN BS va bitta LoRaWAN BS ning xizmat ko'rsatiladigan yer
ulagichlari sonining nisbatlarini hisoblashda ish natijalari [3] dan foydalanildi,unda
bir o'lchovli (vaqt yoki chastota) va ikki o'lchovli (vaqt va chastota) kanallarda
tasodifiy kirish uchun o'tkazuvchanlik tahlili amalga oshirildi. Xuddi shu ishda
muntazam kirish imkoniyatiga ega bitta SNBWAN BS tomonidan xizmat
ko'rsatadigan terminallar soni 66 marta va tasodifiy kirish bilan sinxron bo'lmagan
Sigfox, XNB va NB-Fi tomonidan xizmat ko'rsatadigan tor polosali tizimlar
sonidan 4 baravar ko'p ekanligi aniqlandi. bitta BS. Buning ajablanarli joyi yo'q,
chunki SNBWAN texnologiyasi vaqt-chastota resursining potentsial o'tkazish
qobiliyatini amalda amalga oshiradi (3-rasm). Shu sababli, uning tarmoqli kengligi
LoRaWAN-dan tashqari, lekin samarasiz signal tarqalishidan foydalanadigan
sinxron Wheightless texnologiyasining tarmoqli kengligidan oshadi. Demak,
xulosa: SNBWAN texnologiyasi barcha ma'lum bo'lgan LPWAN
texnologiyalaridan eng muhim xususiyat - aloqa tizimining iqtisodiy
samaradorligini belgilaydigan tarmoq o'tkazish qobiliyati bo'yicha sezilarli
darajada ustundir. Chastotani sakrashdan foydalanish tufayli (4-rasm) u shovqinga
qarshi immunitet, radioto'lqinlarning ko'p yo'nalishli tarqalishi tufayli signalning
yo'qolishiga qarshilik va boshqa xususiyatlar bo'yicha barcha ma'lum bo'lgan
LPWAN texnologiyalaridan ustundir. SNBWAN sinxron aloqa texnologiyasining
tavsifi [5] da keltirilgan.
Do'stlaringiz bilan baham: |