مبدأ لورا تردد قفز انتشار الاتصالات الطيفية (FHSS)

تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية: مبدأ انتشار الطيف LoRa تردد قفز انتشار الطيف الاتصالات (FHSS)

　　 تقنية اتصالات الطيف المنتشر (Spread Spectrum Communication)، أي تقنية اتصالات الطيف المنتشر (Spread Spectrum Communication)، وخاصيتها الأساسية هي أن عرض النطاق الترددي للإشارة المستخدمة لنقل المعلومات أكبر بكثير من عرض النطاق الترددي للمعلومات نفسها.

　　 يمكن أن تؤدي زيادة عرض النطاق الترددي للإشارة إلى تقليل متطلبات نسبة الإشارة إلى الضوضاء. عندما يتم زيادة عرض النطاق الترددي إلى مستوى معين، يُسمح بتخفيض نسبة الإشارة إلى الضوضاء بشكل أكبر. اتصالات الطيف المنتشر هي استخدام تقنية نقل النطاق العريض مقابل فوائد نسبة الإشارة إلى الضوضاء، وهي الفكرة الأساسية والأساس النظري لاتصالات الطيف المنتشر.

لماذا تستخدم تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية تقنية الطيف المنتشر:

　　 1. قم بتوسيع عرض النطاق الترددي وتقليل التداخل

عندما يكون عامل الانتشار 1، يتم تمثيل البيانات 1 بواسطة"1"وعندما يكون عامل الانتشار 4،"1011"يمكن استخدامه لتمثيل 1، بحيث يمكن تقليل معدل الخطأ في البتات، أي نسبة الإشارة إلى الضوضاء، أثناء الإرسال، ولكن يتم تقليل البيانات الفعلية التي يمكن إرسالها. ولذلك، كلما زاد عامل الانتشار، قل عدد البيانات المرسلة.

　　 2. وفقًا لمتطلبات المعدل المختلفة، يتم تخصيص أعداد مختلفة من قنوات الكود لتحسين معدل الاستخدام

عامل الانتشار له غرض آخر، وهو الكود المتعامد (OVSF: عامل الانتشار المتغير المتعامد، عامل الانتشار المتغير المتعامد). ويمكن الحصول على كود الانتشار المتعامد من خلال OVSF.عندما يكون عامل الانتشار 4، هناك 4 رموز نشر متعامدة، يمكن لرموز الانتشار المتعامدة أن تجعل الإشارات اللاسلكية المرسلة في نفس الوقت لا تتداخل مع بعضها البعض، أي عندما يكون عامل الانتشار 4، يمكن إرسال معلومات 4 أفراد في نفس الوقت. تختلف متطلبات معدل البيانات لخدمات الصوت والبيانات، وبالتالي فإن عوامل انتشارها مختلفة.

تتم مزامنة تقنية FHSS، تقنية انتشار الطيف الترددي (Frequency-Hopping Spread Spectrum) وفي نفس الوقت، تقبل كلا الطرفين لإرسال الإشارات بنوع معين من الموجات الحاملة ضيقة النطاق. بالنسبة لجهاز استقبال غير محدد، يقوم FHSS بتوليد قفزات، وتكون الإشارة مجرد ضجيج نبضي له.

　　 عندما يتجاوز وقت حزمة البيانات الواحدة الحد الأقصى لوقت بقاء القناة المسموح به بموجب القوانين واللوائح ذات الصلة، سيتم استخدام تقنية FHSS. يؤدي تشغيل وضع قفز التردد في LoRa إلى تشغيل تسجيلات RegHopPeriod وFreqHoppingPeriod بقيم غير صفرية.

　　 مبدأ LoRa لتنقل الترددات وانتشار الطيف (FHSS):

مبدأ العمل لنظام طيف انتشار قفز التردد FHSS هو: يتم إرسال جزء من محتوى كل حزمة بيانات LoRa عبر قناة قفز التردد التي تحددها إدارة MCU، والتردد المطلوب"قفز"(وفقًا لجدول البحث عن التردد) يتم إرساله في دورة قفز التردد المحددة مسبقًا. بعد النهاية، سيتحول المرسل والمستقبل إلى القناة التالية في قائمة قفز التردد المحددة مسبقًا لمواصلة إرسال واستقبال الجزء التالي من حزمة البيانات.

　　 يتم تحديد وقت الإقامة في أي قناة بواسطة FreqHoppingPeriod، وتكون القيمة عبارة عن عدد صحيح مضاعف لطول الرمز.

　　 تبدأ عملية الإرسال والاستقبال من خلال التنقل الترددي من القناة 0.. لذلك سيتم إرسال الجزء التمهيدي والرأسي على القناة 0 أولاً. في كل مرة تبدأ فيها بإرسال حزمة بيانات، ستزداد قراءة عداد القناة FhssPresentChannel (الموجود في RegHopChannel)، وسيتم إنشاء إشارة مقاطعة FhssChangeChannel لتحقيق قفز التردد.

　　 يجب ضبط تردد جديد خلال فترة التنقل الترددي لضمان تغطية التردد الجديد عند التنقل على التردد في المرة القادمة.

يبدأ استقبال FHSS عادة من القناة 0. بعد التحقق من المقدمة، سيبدأ جهاز الاستقبال عملية القفز الترددي أعلاه. في هذا الوقت، إذا كانت CRC الخاصة بالرأس غير صحيحة، فسيطلب جهاز الاستقبال تلقائيًا القناة 0 (آلية إعادة إرسال حزمة البيانات)، وسيعيد تشغيل تمهيد التحقق.