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MODULI SUB GH
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- ELETTRONICA OGGI 440 - OTTOBRE 2014
con bassi valori di SNR. Tuttavia, non esiste alcun metodo
semplice che consenta misure di BER dirette. Un metodo
semplice e generalmente accettato consiste nel calcolare
il BER a partire dal PER. La predisposizione delle misu-
re PER e BER e simile a quella per la misurazione della
portata. Il setup per il test di sensibilità viene utilizzato
per ottenere una indicazione del limite di sensibilità. Il
livello di potenza di ingresso al ricevitore viene ridotto
mediante attenuatori finché non si ottiene il PER inferiore
all’1% e non sia più rilevato dal ricevi-
tore. La configurazione del test prevede
due moduli sub-GHz, come riportato in
figura 5.
ll modulo trasmettitore sub-GHz è con-
nesso attraverso un attenuatore elet-
tronico al modulo ricevitore. Entrambi i
moduli sono connessi a un PC attraverso
un cavo USB o una porta seriale RS232.
Il PC esegue il test con gli script PER uti-
lizzando il software di utility del driver.
Tutti i test PER vengono eseguiti senza
ritrasmissione. Il test PER per la sensi-
bilità consente di aumentare la distanza
tra i due nodi e verificare fino a che distanza la comuni-
cazione è in grado, effettuando la compensazione tra i
canali, di mantenere il PER al di sotto della soglia dell’1%.
Considerazioni conclusive
Le radio sub-GHz permettono di creare prodotti wireless
relativamente semplici che possono operare ininterrotta-
mente anche per 20 anni alimentati da una batteria. Le reti
wireless Sub-GHz possono risultare economiche in qual-
siasi sistema di trasmissione dati a bassa velocità dove
ampia portata, collegamento radio affidabile e lunga vita
delle batteria sono elementi prioritari. Maggiore potenza
di uscita regolamentata, ridotto assorbimento, minor
inquinamento dello spettro e banda di funzionamento
stretta incrementano la portata della trasmissione. Miglio-
re efficienza circuitale, miglior propagazione del segnale,
e minore footprint di memoria possono tradursi in anni di
funzionamento con alimentazione da batterie.
La banda passante stretta di una radio sub-GHz può
garantire range di trasmissione di lunghezza anche
superiore al chilometro. Ciò consente ai nodi sub-GHz di
comunicare direttamente con un hub remoto, senza dover
“saltare” (hopping) da un nodo all’altro. Le principali cause
delle buone prestazioni ottenibili sulla distanza coperta
dai nodi sub-GHz sono un minore tasso di attenuazione,
minore indebolimento del segnale e altri fenomeni come
ad esempio la diffrazione che “aiutano” i segnali sub-GHz
ad aggirare un ostacolo, riducendo l’effetto di blocco.
È bene utilizzare le bande ISM sub-GHz per collegamenti
proprietari e a basso duty cycle in quanto esistono buone
probabilità che non interferiscano l’uno con l’altro. Lo
spettro caratterizzato da un minor rumore di fondo è
sinonimo di facilità di trasmissione e di ridotto numero di
tentativi di connessione, a tutto vantaggio dell’efficienza
delle trasmissioni e della conservazione della potenza
delle batterie.
Sia l’efficienza di alimentazione sia la portata del sistema
sono funzioni della sensibilità del ricevitore oltre che
della frequenza di trasmissione. La sensibilità è inversa-
mente proporzionale all’ampiezza di banda del canale,
cosicché un’ampiezza di banda ridotta si traduce in una
maggiore sensibilità del ricevitore e in una migliore effi-
cienza di funzionamento a una velocità di trasmissione
inferiore. Per esempio, a 433 MHz, se gli errori dell’oscil-
latore del ricevitore e del trasmettitore sono per entrambi
di 10 ppm, l’errore sarà di 4.33 kHz ciascuno. Dato che
per trasmettere e ricevere in maniera efficiente la minima
ampiezza di banda è pari a due volte la frequenza di erro-
re, o 8 kHz, questa, ideale per applicazioni a banda stretta.
Per ambienti urbani, l’utilizzo di 12 dB è una buona rego-
la empirica per tener conto dei necessari aumenti del
link budget per raddoppiare la distanza di trasmissione.
La sensibilità del ricevitore è la prima variabile in un
sistema che deve essere ottimizzata per incrementare la
distanza di trasmissione. Anche altre variabili di un siste-
ma influenzano questa distanza, ma questi dovrebbero
essere modificati in maniera molto rilevante per poter
ottenere i medesimi effetti conseguibili con l’incremento
della sensibilità del ricevitore.
L’effetto di fading (evanescenza) imputabile alla presenza
di cammini multipli può comportare una riduzione del
segnale anche di 30 e fino a 40 dB; per tale motivo è
necessario impostare un adeguato margine sul link bud-
get per tener conto di queste perdite durante la progetta-
zione di un sistema wireless.
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Fig. 5 – Configurazione utilizzata per il test di sensibilità
