안테나 다이버시티를 사용하여 매우 견고한 무선 링크 생성
많은 사람들에게 라디오는 블랙박스 미스터리입니다. 설계의 과제는 많을 수 있고 학습 곡선은 높을 수 있으며, 아마도 다른 사람들에게 맡기는 것이 더 나을 것입니다. 이러한 오해는 여러 번 들었지만, 실제로 RFIC 공급업체의 높은 수준의 통합을 감안하면 작업은 놀라울 정도로 간단합니다 디지털무전기.
처음에는 많은 설계자들이 지역 규제 문제를 둘러싼 복잡성에 대해 걱정합니다. 왜냐하면 규제가 전 세계적으로 다르기 때문입니다. 그러나 다양한 지역 규제를 이해하고 해결하는 것은 주로 연구의 기능입니다. 각 지역에는 일반적으로 ‘의도적인’ 송신기와 관련된 규칙을 설명하는 문서를 발행하는 정부 기관이 있기 때문입니다.
환경 고려 사항
무선 링크의 일관된 견고성에 영향을 줄 수 있는 주요 환경 요인은 멀티패스/페이딩 및 안테나 편파/다이버시티라고 하는 현상입니다. 이러한 현상은 주어진 여러 상황에 따라 무선 링크의 품질에 대해 건설적이거나 파괴적일 수 있습니다. 특정 환경 조건과 달성되는 결과 링크 품질을 한 번에 무선 링크에 작용하는 것을 이해하려고 할 때 어려움을 일으키는 것은 상상할 수 있는 상황의 무한한 수입니다.
안테나 편파/다이버시티
안테나 편파로 알려진 현상은 주어진 안테나의 방향적 특성 때문입니다. 안테나 편파의 영향은 일부 무선 링크의 품질이 저하되는 것으로 해석될 수 있지만, 일부 무선 설계자는 종종 이 특성을 사용하여 제한된 수의 벡터에서 신호의 전송 또는 수신을 제한하여 안테나를 필요에 맞게 조정합니다. 이는 안테나가 모든 방향으로 동일하게 방사하지 않고 이 특성을 사용하면 시스템을 다른 RF 노이즈 소스로부터 가릴 수 있기 때문에 수행됩니다.
멀티패스/페이딩
페이딩은 송신기나 수신기의 작은 움직임이 링크 품질에 큰 차이를 가져올 수 있는 경우 자주 관찰되는 현상입니다. 이는 안테나가 신호의 피크에 들어가고 나올 때 발생합니다.
멀티패스는 이 개념을 확장합니다. 전파가 전송될 때 수신기가 하나의 경로를 통해 수신하지 못할 수 있으며, 신호는 벽과 나무와 같은 다른 물체에서 반사되는 여러 경로에서 올 수 있습니다. 멀티패스. 이러한 각 소스에서 수신된 신호는 약간 다른 시간 간격으로 도착할 가능성이 높으므로 약간의 위상 변화가 발생할 수 있습니다. 이러한 신호가 결합되면 일종의 취소, 즉 페이딩이 발생할 수 있습니다.
안테나 다이버시티
안테나 다이버시티는 신호 무결성을 복구하는 데 자주 사용되는 기술입니다. 안테나 다이버시티를 구현하는 제품의 안테나는 일반적으로 편파/방향성의 영향이 잠재적인 무선 링크의 품질을 저하시키지 않도록 서로 90도로 안테나를 장착합니다.
안테나 다이버시티를 구현한 제품의 안테나는 안테나를 서로 90도로 장착하는 것 외에도 최소 ¼파장 간격으로 안테나를 장착합니다. 이를 통해 적어도 하나의 안테나가 파형의 피크에 위치하도록 합니다.
안테나 다이버시티는 신호 무결성을 복구하고 환경의 영향으로부터 링크 예산을 유지하는 데 유용하지만, 많은 설계자는 이를 사용하지 않기로 합니다. 이는 애플리케이션에서 트레이드 오프가 상당히 높을 수 있기 때문입니다. 대부분의 경우 트레이드 오프는 MCU가 안테나 신호를 평가하기 위해 더 오랜 시간 동안 깨어 있어야 하기 때문에 MCU 오버헤드가 증가하기 때문입니다. 증가된 MCU 활동은 일반적으로 더 높은 사양과 더 비싼 MCU로 이어지고, MCU는 또한 배터리 수명을 단축시키는 ‘온 타임’이 길어집니다. 다른 경우에는 두 개의 안테나 솔루션을 구현하는 데 사용되는 추가 공간이나 필요한 추가 코드 전문 지식으로 인해 엔지니어가 단일 안테나 설계로 제한됩니다.
안테나 다이버시티 시스템을 코딩하면 설계에 상당한 코딩 부담이 추가됩니다. 많은 안테나 다이버시티 시스템은 동기화된 방식으로 작동하도록 최적화되어 있습니다. 수신기의 MCU는 수신기가 데이터 수신을 시작할 시점을 알 수 있도록 하는 타이머를 유지합니다. 이러한 상황에서 MCU는 두 안테나에서 신호를 즉시 평가할 수 있습니다. 신호를 평가하기 위해 MCU는 각 안테나 사이를 전환하고 RSSI 레벨을 평가합니다. 프리앰블은 노이즈(또는 그 반대)로 오해될 수 있으므로 패킷의 시작 부분을 놓치게 됩니다. 안타깝게도 주어진 안테나에서 강한 노이즈가 발생하면 패킷의 시작 부분이 누락될 수 있습니다.