Desarrolle una tabla comparativa de tecnologías de las siguientes tecnologías: tecnologías: Wi-Fi, Zigbee, DigiMesh y LORA. Tecnología Largas distancias Consumo corriente Tx Topología Consumo de corriente Standby Energy Harvesting Bateria Costo Espectro licenciado
Wi-Fi No 19-400 mA P2P/MES
Zigbee No 34 mA MESH
DigiMesh Limite (1.5Km) 35 mA MESH
LoRa SI(50 km) 20-70 mA P2p
1.1 mA
0.003 mA
0.005 mA
0.005 mA
No 4-8 Horas $5 - $8 No
Posible 60 Horas $6 - $12 No
Posible Variable $3 No
Posible 10-20 Años $2- 5$ No
Estudia los siguientes aspectos de la implementación del transmisor y receptor del estándar IEEE 802.15.4 en GNURadio:
• ¿Cómo se generan las componentes en fase y cuadratura a partir de la secuencia de bits?
Figure x: Modulación en 802.15.4 e implementación en GNURadio+USRP (B: bits de la trama PPDU, S: símbolos, C: chips, I: componente en fase, Q: componente en cuadratura, s(t): portadora modulada).
Los bits se agrupan de cuatro en cuatro. Un grupo de cuatro bits se denomina “símbolo”, por lo que hay 16 símbolos posibles. Cada símbolo de dato se mapea en secuencia de pseudoruido de 32 chips, tal y como se especifica en la tabla I. Estas secuencias se relacionan entre sí a través de cambios cíclicos y/o conjugaciones. Finalmente, la secuencia de chips que representan cada símbolo de datos es transmitida mediante una modulación O-QPSK. Los chips de índice par se modulan sobre la portadora de fase (I), y los chips de índice impar se modulan sobre la portadora en cuadratura (Q).
• ¿Qué tabla de conversión símbolo a chip se utiliza? ¿Por qué son secuencias de números complejos?
0
0000
11011001110000110101001000101110
1
1000
11101101100111000011010100100010
2
0100
00101110110110011100001101010010
3
1100
00100010111011011001110000110101
4
0010
01010010001011101101100111000011
5
1010
00110101001000101110110110011100
6
0110
11000011010100100010111011011001
7
1110
10011100001101010010001011101101
8
0001
10001100100101100000011101111011
9
1001
10111000110010010110000001110111
10
0101
01111011100011001001011000000111
11
1101
01110111101110001100100101100000
12
0011
00000111011110111000110010010110
13
1011
01100000011101111011100011001001
14
0111
10010110000001110111101110001100
15
1111
11001001011000000111011110111000
Tabla I. Tabla de mapeo símbolo a chip como se muestra en IEEE 802.15.4 El , es la secuencia de números complejos que consiste en , datos de fase y , datos de cuadratura, tienen los posibles valores de +1 o -1, entonces , los símbolos a transmitir son números complejos que se representan como: ,= ,+ ,
Dónde: =0,1,2 3
ú ℎ í ℎ √−1
Así, el alfabeto lo forman el conjunto de números complejos que se puede transmitir. Este alfabeto se puede representar en el plano complejo, formando la constelación de la modulación.
• ¿Cómo se puede deducir el ancho de banda de la modulación a partir de la tasa de transmisión de chips? La anchura de cada canal es de 2MHz. Este valor está asociado a la tasa de chip, ℎ=2ℎ combinada con el tipo de modulación, en este caso, O-QPSK.
• ¿Cómo detectarías en teoría un símbolo a partir de su secuencia de chips? Los bits de datos son transmitidos y recibidos por un dispositivo 802.15.4 se agrupan en tramas denominadas PPDU (PHY protocol data unit). Dicha trama encapsula una trama MPDU (MAC protocol data unit) añadiéndole una cabecera de sincronización (SHR) y una cabecera que indica la longitud de la trama (PHR). A su vez, la trama MPDU encapsula datos procedentes de niveles superiores y proporciona los datos necesarios para garantizar un enlace fiable entre nodos 802.15.4. En la banda de 2.450 MHz, los bits se agrupan de 4 en 4 llamados símbolos por lo que hay 16 símbolos posibles. Cada símbolo generado se codifica en una secuencia PN de 32 chips. La secuencia de chips es transmitida mediante una modulación de tipo OQPSK. El PHY O-QPSK emplea una técnica de modulación cuasi-ortogonales 16-aria. Durante cada período de símbolo de datos, cuatro bits de información se utilizan para seleccionar 1 de 16 de ruido pseudoaleatorio (PN) secuencias casi ortogonales a transmitir. Las secuencias PN de símbolos de datos sucesivos se concatenan, y la secuencia de chips agregada se modula sobre el soporte mediante desplazamiento de claves por desplazamiento de fase en cuadratura (O-QPSK). Las secuencias PN están relacionados entre sí a través de cambios y / o conjugación cíclicos (es decir, inversión de valores de chips impares indexados). La tasa de datos de la O-QPSK PHY será de 250 kb/s cuando se opera en los 2450 MHz, 915 MHz o 780 MHz y será 100 kb/s cuando se opera en la banda de 868 MHz.
