慧聪网首页 > 通信行业 > 技术文章 > 通信运营
无线局域网中的载波侦听
 
慧聪网   2005年12月12日15时40分   信息来源:现代电子技术    

  【导语】钢铁公司的铁水运输时,需要合理调度运载鱼雷罐的机车。无 线局域网能实时传送机车的位置信息,但在恶劣的电磁干扰下如何保持通信的稳健性,使数 据无差错、不丢失的传送是设计无线局域网必须考虑的关键问题。 本文介绍利用通信模块RF W102和D100设计局域网时提高通信质量的2种方法。

  铁水运输动态监测系统采用了多种先进技术:全球定位系统技术(GPS)、地理信息系统技 术(GIS)、 扩频通信技术、 无线局域网技术(WLAN)及电子大屏技术等。作为铁水运输 动态监测系统的重要组成部分无线通信网,用来传送盛装铁水的鱼雷罐的位置信息 ,实现中心站与车辆之间的信息传输,其实时性能优于窄带电台组成无线网和利用GSM公用 电话网传送位置数据的GPS监控系统,但在工厂恶劣的环境中如何增强通信的稳健性,保证 数据无差错、不丢失的传送是组网时必须考虑的重要问题。本文介绍利用通信模块RFW102 和D100组网时提高通信稳健性的2种有效方法。

  1RFW102,D100

  RFW102是以色列RFWaves公司开发的短距离半双工无线通信模块,工作频段为开放的2.4 GH z ISM频段,具有-80 dBm的灵敏度。RFW102采用直接系列扩展频谱技术,调制方式为二进 制移相键控,每位包含13位巴克码系列,数据传送速率高达1 Mb/s。实际通信时,单片机 的速度难以达到RFW102的要求,D100模块很好地解决了这个问题。

  D100是RFW102的辅助模块,提供了单片机和RFW102之间的并/串转换接口,其内部有16 B的FIFO,使单片机轻松地执行MAC层协议。他具有前同步信号(preamble)相关运算、CRC、CSMA、RSSI、网络滤波、中断驱动和看门狗定时器等功能。D100的工作状态由单片机向其寄存器 写入的控制字确定。其中,CSMA 和RSSI是为提高通信质量而开发的。

  2RFWaves CSMA协议

  在信道共享问题上,无线局域网采用随机接入方式。实际发射时,既要避免在其他 基站发射时进行发射,也要防止存在强干扰信号时进行发射,这两种情况都会导致发射出错 或失败。由IEEE8211协议知:无线信道中信号动态范围非常大,无法使用冲突检测的方 法确定是否发生了冲突,因此只能使用载波侦听多点接入技术(CSMA)。RFWaves研发的CSM A以其独特性而获得良好的通信质量。

  2.1基带信号的位结构

  在实现RFWaves CSMA时,D100对基带信号进行特殊的编码处理。为了确定数据传送速率,每 位信号都包含一定数量时钟周期,最小值为6个周期。传输速率=时钟频率/(BLR+6),BLR为 D100参数控制寄存器中存贮的数据。实际应用时推荐传输速率为1 Mb/s。经D100配置后位‘ 0’和‘1’的结构如图1所示。

  

图1 基带信号位结构

图1 基带信号位结构

点击此处查看全部新闻图片

  2.2RFWaves CSMA算法

  利用上述的位结构可以实现CSMA算法。假定传送速率为1 Mb/s,相邻上升延之间的 时间差应为1 μs的整数倍,考虑到收发两边的时钟误差,实际时间差应为1 μs±Δ,其中Δ取决于振荡器的精度。实现算法时,利用两个计数器(‘1’计数器和‘0’计数器)分别记录连续接收到的‘1’和‘0’的个数,如果接收到N个‘1’相邻上升 延时间差都为1μs±Δ的整数倍,则认为信道中有载波存在。如果相邻‘1’之间的时 间差超出了Δ,则‘1’计数器复位。如果连续接收到M个‘0’,认为信道空闲,‘1’计数器也复位。每接收到一个‘1’后都复位‘0’计数器。这里M和N是设计算法 时写在D100的专用寄存器中。

  通过两个计数器的计数,基站能够检测是否有其他站点在发射,可以避免冲突的发生,这就 是无线局域网中的CSMA/AC。图2反映了两个计数器的工作情况。

  

图2 计数器计数情况

图2 计数器计数情况

点击此处查看全部新闻图片

  仅避免网络内的冲突不能完全保证通信质量,如果在基站发射前,信道中有很强的干扰信号 ,发射的数据很容易出现差错或丢失,对此,CSMA/AC是无能为力的。D100的RSSI(Radio S ignal Strength Indicator)功能解决了这个问题。

  3无线信号强度指示器(RSSI)

  在D100中内置了一个无线信号强度指示器,他由2部分组成:前端是一个中心频率为2.44 G Hz,带宽为20 MHz的功率放大器,他将信道中信号功率转化为电压输出,送到后端的电压比较器。后端的电压比较器,一路输入是探测的信号电压,另一路是预先设定的门限电压值,当信号电压达到门限值时,判决电路输出信号,指示信道中存在严重干扰,此时不能进行发 射。一旦信号电压低于门限电压50 mV时,判决电路指示信道没有干扰信号,可以进行发射。门限电压值通过调节电路中R的大小进行设定,RSSI电路组成如图3所示。

  

图3 RSSI电路图

图3 RSSI电路图

点击此处查看全部新闻图片

   电路中还设计了一个施密特电路,用来防止信号电压在门限电压值附近波动时,判决电路输出值发生变化。

  4结语

  利用RFWaves CSMA算法和RSSI技术能有效地避免网络内部冲突和阵发性的强干扰,提高了通信的稳健性,确保数据无差错、不丢失地传送。实际应用时,并不一定要求两者都要用上,建议RFWaves CSMA最好使用。本系统中,仅采用了RFWaves CSMA算法,在某大型钢铁公司投入使用半年来,性能稳定,达到了设计要求,满足了实际需要。

 
作者:徐澄,安博文 
 
 
评论    【推荐】 【打印】 【论坛
 
 
[热门关键词]:无线局域网 载波侦听 无线信号强度指示器 
特别推荐: 
· [专题]拍照手机将蚕食数码相机市场?
· [专题]科健爆特大财务丑闻9月1日被迫退市
更多精彩:
· [专题]熊猫马志平被捕 10亿黑洞三大悬疑
· [专题]中移动海外扩张 收购路线图初现
 相关文章 更多 
·漫谈WLAN快速切换  (12.12 14:39)
·以太网桥接专用集成电路的实现  (12.9 15:8)
·智能网业务触发方式比较  (12.8 14:17)
·移动网与智能网的互连  (12.8 14:12)
·固定与移动网一步步走向融合  (12.5 13:53)
·3G业务支撑系统的建设探讨  (11.29 13:43)
·基于硬件架构电信级高速检查服务  (11.28 9:53)
·思科将在设备中整合趋势的安全技术  (11.17 10:58)
·电力市场下网损分摊策略综述  (11.10 10:36)
·韦乐平谈网络转型的五大方向  (11.4 9:49)
 我来评两句〖查看最新评论〗 
请您注意:
·遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
·承担一切因您的行为而导致的法律责任
·本网留言板管理人员有权删除其管辖留言内容
·您在本网的留言,本网有权在网站内转载或引用
·参与本留言即表明您已经阅读并接受上述条款
昵称:匿名
 
分类广告  
产品交易市场
[求购] 大量短信卡
[求购] 电脑或手机群发器
[求购] 电子通讯设备
[求购] 低价库存GSM手机
[求购] IP业务交换机
[招标] 网络设备及服务器
[招标] 电脑、路由器等
热点专题
电信“霸王”条款终结
[产品]线缆施工工具
“简单”线缆复杂应用
高通反诉讼诺基亚侵权
光通信技术与市场研讨会
手机配件:一个都不能少
你家楼顶的基站安全吗?
行业书店