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MODULI SUB GH
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- ELETTRONICA OGGI 440 - OTTOBRE 2014
moduli. Gli ambienti scelti includono line of sight (LoS)
su terreni livellati e irregolari, e percorsi con ostacoli su
terreni livellati e irregolari.
Le misure sono anche basate su orientamento dell’anten-
na PCB (verticale od orizzontale), potenza di uscita del
modulo sub-GHz (massima o di default), amplificatore di
potenza o amplificatore a basso rumore (valore abilitato o
disabilitato), tipo di dipolo dell’antenna (PCB, filo o stan-
dard) e di antenna (Serpentina, filo, oppure whip e dipolo).
I fattori che influenzano le misure in ambienti chiusi inclu-
dono apparecchiature d’ufficio e qualsiasi segnale – da
Wi-Fi, Bluetooth o microonde – presente nelle vicinanze.
Altri elementi che hanno un impatto sulle misure sono
strutture in cemento, muri, vetri poste nelle vicinanze,
legno e metallo.
Per i test di portata, i principali fattori di differenziazione
sono il montaggio dei moduli, l’orientamento dell’antenna
e la potenza di alimentazione costante dalla batteria.
Nella figura 3 viene mostrato il montaggio verticale
dell’antenna sulla scheda base. La verticale è con lobo e
piano di elevazione; il montaggio orizzontale è con lobo e
piano di azimuth.
L’antenna è montata verticalmente oppure orizzontalmen-
te a seconda dell’effettiva potenza di uscita raggiunta, dei
requisiti di spazio per l’applicazione e dei vincoli – come
ad esempio la presenza di largo lobo primario basato sulla
frequenza fondamentale centrale e lobi secondari basati
sulla sua terza frequenza armonica.
Al diminuire della frequenza, la dimensione dell’antenna
aumenta proporzionalmente.
La lunghezza del conduttore in centimetri è uguale a 7500
diviso per la frequenza in hertz. Per frequenze di 433 MHz
la lunghezza arriva a 17,3 cm, mentre per a 915 MHz arriva
a 8,2 cm. Questa equazione resta valida per dimensioni del
conduttore di antenna fino a un quarto della lunghezza
d’onda.
Procedure per la misura della portata
Per effettuare le misurazioni di portata, per prima cosa è
necessario programmare i due nodi transceiver basati su
RF e wireless sub-GHz con il codice MiWi P2P dimostrati-
vo. Quindi si posiziona un nodo RF su un supporto fissato
a un’asta di altezza compresa tra 1,5 e 2m dopo aver confi-
gurato uno specifico canale operativo. Per default, il nodo
wireless è in modalità ricezione.
A questo punto si posiziona un nodo RF simile su un
secondo supporto e si imposta per il medesimo canale
operativo. Uno dei due nodi è reso fisso mentre l’altro è
mobile. Dopo il set up dei nodi è necessario assicurarsi
che siano connessi l’un l’altro. A questo punto si sposta il
nodo mobile e si esegue il collaudo in trasmissione e rice-
zione. Le misure devono venire effettuate ogni 1,5 - 3m.
Una volta raggiunto il punto critico, è necessario misurare
la distanza effettiva e radiale dal TX fino all’RX. Il punto
critico è quello in cui la comunicazione tra TX e RX diventa
intermittente. A questo punto bisogna tornate indietro di
circa 1,5m dal punto critico e verificare di nuovo l’affidabi-
lità della comunicazione. Il metodo di misura della distan-
za è illustrato in figura 4, dove è evidenziato il fatto che
l’altezza del modulo TX è la variabile che maggiormente
influenza l’incremento del valore della portata.
Il test packet error rate (PER) analizza la copertura dei
dati validi al chiuso e all’aperto tra due nodi wireless. La
predisposizione per un collaudo PER è simile a quello di
un test all’aperto.
Il test PER tra due dispositivi è effettuato in una singola
ripetizione con un numero predeterminato di pacchetti
dati. Le specifiche ISM (IEEE 802.15.4) definiscono come
affidabile un collegamento caratterizzato da un PER infe-
riore o uguale all’1% per i 1000 pacchetti dati trasmessi e
ricevuti. Il PER è una misura della capacità di un dispositi-
vo di ricevere un segnale senza che questi sia degradato a
causa di segnali indesiderati ad altre frequenze. Il PER del
segnale deve essere inferiore all’1% oppure il BER inferio-
re allo 0,1%. Il test PER viene effettuato aggiungendo, dove
richiesto, un ritardo tra i pacchetti dati.
La misura del BER viene effettuata inviando i dati attraver-
so i nodi wireless e confrontando l’uscita con l’ingresso.
Su un periodo di tempo infinitamente lungo, si ipotizza
generalmente che la trasmissione dati sia un processo
casuale. Di conseguenza, per il test BER è utilizzata una
sequenza di dati pseudo-casuale. Viene utilizzato il termi-
ne pseudo-casuale in quanto non è possibile generare un
segnale completamente casuale utilizzando metodi deter-
ministici (matematici); in ogni caso sono disponibili alcune
approssimazioni del comportamento casuale che possono
essere utilizzate per realizzare accurate misure di BER. Le
modalità di modulazione offrono buone prestazioni BER
Fig. 4 – Metodo di misura della distanza
