Na Politechnice Wrocławskiej prowadzone są badania związane z komunikacją wykorzystującą E-SSA (Enhanced Spread Spectrum Aloha). Taki sposób komunikacji bezprzewodowej ogranicza wpływ kolizji przy wielu równolegle pracujących nadajnikach. Wykorzystanie E-SSA w kanale od czujnika do kolektora danych pozwala na uproszczenie układu nadajnika kosztem skomplikowania układu odbiornika. Jeżeli założymy, że nadajnikiem mają być tanie i rozproszone czujniki to jest to doskonały pomysł w obszarze IoT. W rozwiązaniach satelitarnych podobne podejście pozwala na uproszczenie układu kanału zwrotnego z satelity (ograniczenie poboru mocy, złożoności i masy) kosztem złożoności układów odbiornika w segmencie naziemnym. Badania prowadzone są przez naukowców Politechniki Wrocławskiej, firmę OrbitsIQ Global oraz Europejską Agencję Kosmiczną.
Przy masowej komunikacji E-SSA zakłada, że kolizje transmisji będą występować, dlatego rozwiązanie kładzie nacisk na zmniejszenie wpływu kolizji, zamiast wymuszać brak możliwości wystąpienia kolizji. Zapobieganie kolizjom jest ciekawym rozwiązaniem jednak wymaga synchronizacji nadajników i oczekiwania na możliwość wysłania komunikatu. W zastosowaniu E-SSA w scenariuszu IoT korzystniejsze jest zapewnienie odbioru danych mimo występujących kolizji.
Testy obejmowały równoległą komunikację z 500 urządzeń, w ciągu jednej sekundy zostało odebranych 30 tysięcy poprawnych pakietów danych.
W przypadku nadajników broadcastowych DVB-T2 prawidłowy odbiór przy zakłóceniach uzyskujemy dzięki kodom korekcyjnym, np. w bluetooth skaczemy po wąskopasmowych kanałach według ustalonego pseudolosowego klucza aby wiele urządzeń mogło pracować jednocześnie. W E-SSA ciężar neutralizacji kolizji między równoległymi transmisjami jest po stronie odbiornika (successive interference cancelation - SIC). Przez analogię równoległość transmisji można w dużym uproszczeniu porównać do modulacji LORA gdzie przy równoległej pracy dwóch nadajników z różnym SF jest szansa na odebranie prawidłowych danych z jednego z nich. W SIC iteracyjnie, matematycznie, odejmowane są zidentyfikowane transmisje odebrane z dużym poziomem sygnału. Przez analogię taki proces można porównać do słuchawek z aktywnym tłumieniem dźwięków zewnętrznych (ANC). SIC pracując na próbkach sygnału I/Q, może działać efektywnie gdyż transmisje z wielu urządzeń mają różne kody rozpraszające, różne moce, różne fazy. Gdy użyjemy wielu anten dochodzi jeszcze element przestrzenny sygnałów odbieranych z różnych kierunków. E-SSA może korzystać z prostych schematów modulacji BPSK/QPSK natomiast bajty danych + kody korekcyjne, po rozproszeniu są kodowane są w dłuższe ciągi bitów dla modulatora (tzw. chipy). Różne urządzenia wykorzystują w transmisjach pseudolosowe kody rozpraszające wpływające na zamianę danych na chipy (strumień bitów trafiający na modulator).
Badania nad E-SSA są bardzo ciekawe ale też tematyka wydaje się bardzo złożona, natomiast efekt jest bardzo widoczny - możliwość odbierania informacji z bardzo wielu nadajników pracujących równolegle. Z podobnymi wyzwaniami mierzy się sieć 5G jednak w tym przypadku zapotrzebowanie na szybkość transmisji wydaje się większe oraz oczekujemy transmisji dwukierunkowej w czasie rzeczywistym.
Czytając informacje o badaniach nad E-SSA na PWr nie zrozumiałem jak dokładnie działa implementacja Enhanced Spread Spectrum Aloha, napiszcie co myślicie o tym sposobie komunikacji, oraz czy rozumiecie sposób działania mechanizmów użytych w E-SSA?
źródło: Naukowcy z PWr opracowują „kosmiczny internet”.
Przy masowej komunikacji E-SSA zakłada, że kolizje transmisji będą występować, dlatego rozwiązanie kładzie nacisk na zmniejszenie wpływu kolizji, zamiast wymuszać brak możliwości wystąpienia kolizji. Zapobieganie kolizjom jest ciekawym rozwiązaniem jednak wymaga synchronizacji nadajników i oczekiwania na możliwość wysłania komunikatu. W zastosowaniu E-SSA w scenariuszu IoT korzystniejsze jest zapewnienie odbioru danych mimo występujących kolizji.
Testy obejmowały równoległą komunikację z 500 urządzeń, w ciągu jednej sekundy zostało odebranych 30 tysięcy poprawnych pakietów danych.
W przypadku nadajników broadcastowych DVB-T2 prawidłowy odbiór przy zakłóceniach uzyskujemy dzięki kodom korekcyjnym, np. w bluetooth skaczemy po wąskopasmowych kanałach według ustalonego pseudolosowego klucza aby wiele urządzeń mogło pracować jednocześnie. W E-SSA ciężar neutralizacji kolizji między równoległymi transmisjami jest po stronie odbiornika (successive interference cancelation - SIC). Przez analogię równoległość transmisji można w dużym uproszczeniu porównać do modulacji LORA gdzie przy równoległej pracy dwóch nadajników z różnym SF jest szansa na odebranie prawidłowych danych z jednego z nich. W SIC iteracyjnie, matematycznie, odejmowane są zidentyfikowane transmisje odebrane z dużym poziomem sygnału. Przez analogię taki proces można porównać do słuchawek z aktywnym tłumieniem dźwięków zewnętrznych (ANC). SIC pracując na próbkach sygnału I/Q, może działać efektywnie gdyż transmisje z wielu urządzeń mają różne kody rozpraszające, różne moce, różne fazy. Gdy użyjemy wielu anten dochodzi jeszcze element przestrzenny sygnałów odbieranych z różnych kierunków. E-SSA może korzystać z prostych schematów modulacji BPSK/QPSK natomiast bajty danych + kody korekcyjne, po rozproszeniu są kodowane są w dłuższe ciągi bitów dla modulatora (tzw. chipy). Różne urządzenia wykorzystują w transmisjach pseudolosowe kody rozpraszające wpływające na zamianę danych na chipy (strumień bitów trafiający na modulator).
Badania nad E-SSA są bardzo ciekawe ale też tematyka wydaje się bardzo złożona, natomiast efekt jest bardzo widoczny - możliwość odbierania informacji z bardzo wielu nadajników pracujących równolegle. Z podobnymi wyzwaniami mierzy się sieć 5G jednak w tym przypadku zapotrzebowanie na szybkość transmisji wydaje się większe oraz oczekujemy transmisji dwukierunkowej w czasie rzeczywistym.
Czytając informacje o badaniach nad E-SSA na PWr nie zrozumiałem jak dokładnie działa implementacja Enhanced Spread Spectrum Aloha, napiszcie co myślicie o tym sposobie komunikacji, oraz czy rozumiecie sposób działania mechanizmów użytych w E-SSA?
źródło: Naukowcy z PWr opracowują „kosmiczny internet”.
Fajne? Ranking DIY
