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EMBEDDED
56 • maggio • 2015
hardware
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TSCH
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Channel hopping a coppie – Il sincronismo ren-
de possibile il channel hopping su ogni coppia
trasmettitore-ricevitore ai fini della diversità
di frequenza. In una rete TSCH, ogni canale di
scambio di pacchetti cambia per evitare l’inevi-
tabile attenuazione e interferenza RF. Inoltre,
si possono avere simultaneamente più trasmis-
sioni tra coppie di dispositivi differenti su cana-
li differenti, aumentando la larghezza di banda
della rete. Ad esempio, nella specifica radio per
2,4GHz IEEE 802.15.4 si possono utilizzare 15
canali – una scelta molto diffusa per le imple-
mentazioni di WSN a causa della disponibilità
globale di questa banda ISM. Ciò rappresenta
fino a 15 volte la larghezza di banda disponibile
per una rete TSCH, in confronto a quella di una
WSN 802.15.4 a singolo canale.
Diversità di frequenza e dell’intero percorso –
Ciascun dispositivo ha a disposizione percorsi
ridondanti per evitare le interruzioni nelle co-
Gli effetti del multipath fading sulle comunicazioni wireless
Il multipath fading dipende dalla posizione e dalla natura di ogni oggetto presente nell’ambiente,
e non può essere previsto in nessuna configurazione pratica. Una buona proprietà è il fatto che
la topografia illustrata nella figura 1R varia con la frequenza; ossia, se un pacchetto non viene ri-
cevuto a causa del multipath fading, la
ritrasmissione a un’altra frequenza ha
un’elevata probabilità di riuscita.
Poiché gli oggetti presenti nell’am-
biente non sono statici, p. es., le auto
si spostano, le porte vengono aperte e
chiuse, gli effetti dei percorsi multipli
cambiano nel corso del tempo. La figu-
ra 2R mostra il rapporto di consegna
dei pacchetti per un singolo percorso
wireless fra due sensori industriali in
un periodo di 26 giorni e per ciascuno
dei 16 canali utilizzati dal sistema. Vi
sono cicli settimanali in cui le giornate
lavorative e i fine settimana sono chia-
ramente visibili. In qualsiasi istante,
alcuni canali sono soddisfacenti (con-
segna elevata), altri scadenti, e altri
ancora altamente variabili. Il canale
17, pur soddisfacente in generale, ha
almeno un periodo a consegna nulla.
Ciascun percorso della rete mostra
qualitativamente un andamento analo-
go, ma con risultati diversi per canale,
e non c’è mai un determinato canale
che sia ovunque soddisfacente nella
rete.
A causa dell’interferenza e del multi-
path fading, la chiave della costruzione
di un sistema wireless affidabile è l’uti-
lizzo oculato della diversità dei canali e
dei percorsi.
Fig. 2R – Il rapporto di consegna dei pacchetti di un
collegamento wireless varia nel corso del tempo
Fig.1R – Il multipath fading causa variazioni drastiche
della qualità di un collegamento, anche quando si spo-
sta il ricevitore di appena un paio di centimetri