Место WPAN в современных телекоммуникациях – ЧАСТЬ 1

Персональными называют радиосети (Wireless Personal Area Network – WPAN), которые обеспечивают радиообмен сообщениями между персональ­ными коммуникационными устройствами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга (порядка единиц метров) и предназначены для удо­влетворения индивидуальных потребностей пользователей [1,2].

Если использование беспроводных LAN исключает необходимость проклад­ки проводов между помещениями/зданиями, то применение WPAN исключаем необходимость использования проводов в пределах области доступа отдельно взятого пользователя: комнаты, письменного стола, человеческого тела.

Потребность в переходе к беспроводным коммуникациям между информа ционными устройствами индивидуального пользования стала настоятельной i конце XX века, когда благодаря достижениям в области микро- и наноэлектро ники упомянутые устройства стали малоразмерными. Проводная связ^ межд] ними стала неадекватной по ряду пользовательских признаков – удобство, до ступность, время готовности и т.д.

Различают следующие основные сценарии применения WPAN в интереса индивидуального пользователя [3-7]:

1)           создание сетей связи периферийных элементов персональных компьютеров

2)           создание эпизодических сетей переносных компьютеров (ноутбуков);

3)           создание персональных сетей доступа информационных устройств к мап стральным линиям связи (включая Internet-доступ) посредством использ( вания мобильных телефонов как точек доступа;

4)           создание сенсорных сетей, обеспечивающих контроль состояния окружак щей среды и объектов.

Общие черты WPAN различного назначения сводятся к следующему [3-7 1) отсутствие инфраструктуры, на основе которой создаются сети. WPA создаются исходя из текущих целевых потребностей пользователей, без пре; варительного планирования. Англоязычному термину для обозначения так!: сетей: Ad-Hoc Networks — семантически соответствует термин «эпизодичеекг сети». Создание такой персональной сети может инициализироваться прои вольным элементом сети. В процессе работы один из элементов выполняет poj координатора, где в качестве последнего может выступать любой узел сет: Кроме всего прочего функции координатора могут быть переданы от одно]


2)            разнообразие требований к скоростям передачи данных между узлами сети в зависимости от выполняемых сетями функций. Различают:

–                низкоскоростные сети (Low Rate WPAN – LR-WPAN), которые соответству­ют потребностям сенсорных сетей со скоростью передачи данных порядка 10-100 кбит/с;

–                среднескоростные сети (Middle Rate WPAN – MR-WPAN), которые соответ­ствуют широкому кругу потребностей, в частности, задачам создания эпизо­дических сетей переносных PC и персональных сетей доступа к магистраль­ным сетям (скорости порядка 1 Мбит/с);

–                высокоскоростные сети (High Rate WPAN-HR-WPAN), которые соответству­ют потребностям создания сетей периферийных компьютерных устройств и видеоинформационных устройств (скорости порядка 10 Мбит/с);

3)            малые геометрические размеры пространства, в котором работает WPAN (Personal Operating Space – POS). Типовой радиус зоны POS составляет 10 м (в сенсорных сетях эта величина может быть большей). На сопредельной площади могут размещаться несколько WPAN с соблюдением условия электромагнитной совместимости их устройств;

4)            простота и дешевизна аппаратурных элементов WPAN (по сравнению с проводными сетями). Ориентировочным показателем стоимости проводных се­тей может служить удельная стоимость прокладки кабеля. Например, в США она может достигать 10 долл./фут, а стоимость элементов WPAN составляет око­ло 3-5 долл. [7].

Характерной проблемой разработки WPAN различных разновидностей яв­ляется обеспечение совместного использования частотно-временного ресурса различными станциями (узлами) сети. Незначительные размеры POS и малая мощность излучения устройств составляют основание того, что для их радиоча­стотного обеспечения выделен диапазон 2.4-2.5 ГГц, предназначенный для про­мышленных, научных и медицинских целей (Industrial, Scientific and Medical – ISM) [8-10]. Упомянутая полоса частот используется на безлицензионной основе ISM-устройствами, устройствами WPAN и устройствами WLAN. Такое распределение частот не исключает возможности совместной работы вышепе­речисленных устройств на одной территории. Соответственно, при разработке WPAN вопросы ЭМС оказываются первостепенными.

Особенностью одного из подходов к обеспечению ЭМС устройств WPAN стало использование сверхширокополосных (Ultra Wide Band – UWB) импульсных сигналов [11, 12]. К таковым относят радиосигналы с шири­ной спектра около 20% от средней частоты спектральной плотности (что может составлять порядка 500 МГц в размерных единицах). Мощность UWB-сигналов, применяемых в WPAN, составляет порядка 0.1 мВт (число совместных каналов связи в пределах POS может достигать 102-103). Кла" годаря этому UWB-связь может применяться на безлицензионной основе. Например в США, согласно решению Федеральной комиссии связи (Federa Communications Commission – FCC), таким системам на

безлицензионной

основе отведен диапазон частот 3.1-10.6 ГГц. Помимо ЭМС, применен»

UWB-сигналов позволяет обеспечить большие скорости передачи данных – порядка сотен Мбит/с.

Заметим, что применение UWB-сигналов является новейшим направлени­ем в развитии технологий WPAN, где первоначально предполагалось использо­вание традиционных видов сигналов с расширением спектра.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100