Отчет о тестировании радиомодуля 868 МГц сигнализации «Альтоника»

Отчет о тестировании радиомодуля 868 МГц сигнализации «Альтоника»

Те кто читал тему на форуме, могли видеть, что я, как один из «Фом неверующих», напросился на тест радиомодуля «Альтоника». И моя просьба была удовлетворена в феврале 2009 года — меня любезно пригласил на тест местный завсегдатай и сотрудник компании «Альтоника» Maxwel. На этот тест мы поехали с другим опытным участником форума geka.


Увеличить

Моща так и прет...

Первым делом, мы убедились в том, что передатчик использует мощность, заявленную производителем (10 мВт). И хотя на практике она составила 12 мВт, этим превышением можно пренебречь в силу его незначительности (порядка 1 дБ), а также в силу потерь в фидере (об этом ниже).


Увеличить

Достоверность показаний прибора была проверена при помощи принесенных с собой РЭС. Прибор показывал адекватные значения мощности:


Увеличить

Точный вид модуляции производителем не сообщается *, однако, все вы можете видеть объективные доказательства отсутствия амплитудной модуляции, в виде картинки с осциллографа реального времени:


Увеличить

Таким образом, все рассуждения о корректности изменения пиковых уровней мощности не имеют под собой никакого смысла.

Антенно-фидерное оборудование

Далее были запротоколировано используемое АФУ: patch-антенна «Радиал» RAO-11GL-60 на 860-970 МГц с коэффициентом усиления 11 дБи (ширина ДН: H=30, E=60 градусов), фидерный кабель 1/2" длиной 120 метров:


Увеличить

Антенна установлена на 22-этажном жилом здании в районе ст. м. Нахимовский проспект и была ориентирована «куда-то на восток/северо-восток Москвы». Потери в фидере на рабочей частоте составляют приблизительно 8,5 дБ (без учета потерь в коннекторах и переходниках), то есть, на входе приемника сигнал ослаблялся минимум в 7 раз по мощности!


Увеличить

Стоит отметить, что условия приема в этой точке нельзя назвать идеальными. В 95 метрах от приемной антенны расположено здание с антеннами GSM 900.


Увеличить

Приемная антенна «Альтоники» хоть и отвернута в горизонтальной плоскости от GSM-антенн примерно на 40 градусов (относительно центра собственной ДН), однако, на таком небольшом расстоянии, там, надо полагать, наводятся совсем немаленькие значения ЭДС.

Режим ППРЧ был отключен, то есть, работа велась на фиксированной частоте. На всякий случай мы контролировали эту частоту привезенным с собой оборудованием как во время изменения мощности, так и во время поездок на машине.

Передатчик излучал практически в постоянном режиме (с перерывами между посылками 5 мс). Но модуляция осуществлялась в режиме 3..5 секунд передачи данных 5 секунд на «отдых». Переменная продолжительность фазы модуляции объясняется различным количеством передаваемой инфомрации: количества датчиков, наличия/отсутствия GPS-координат и т.д.

Практика - критерий истины

Тест заключался в следующем. Приемник был установлен стационарно в районе ст. м. «Нахимовский проспект».


Увеличить

Передатчик находился в легковом автомобиле, и подключался к суррогатной антенне на 800 МГц, полученной методом обрезания полотна антенны Diamond до длины 1/4L:


Увеличить

Потери в фидере автомобильной антенны на рабочей частоте составляют порядка 1,5 дБ, таким образом, до излучателя доходило около 8,5 мВт.

К приемнику был подключен наш ноутбук Asus Eee PC через переходник USB-Serial. На него было установлено ПО «Альтоника», которое автоматически записывало получаемые данные в лог-файл.


Увеличить

В логе отображается ID передатчика, состояния датчиков (в нашем случае их не было), а также уровень сигнала с дискретностью 10 дБ.


Увеличить

Двинули!

Наша машина выехала на Профсоюзную улицу, затем на Ленинский проспект и направилась в центр Москвы. Мы добрались до м. Октябрьская. На этой трассе был абсолютно уверенный прием сигнала. Далее мы продолжили движение по Моховой и далее на площадь Дзержинского и Маросейку. Здесь также не наблюдалось проблем со связью. Далее мы покружили по центру Москвы (Чистые пруды, Трубная площадь и т.д.) и двинули в область по Дмитровскому шоссе. Так как в начале Дмитровского шоссе проблем со связью не было (отчего было даже немного обидно), была подана идея заехать во двор в виде буквы «П», образованной высотными железобетонными домами. Это и было сделано в районе ул. Милашенкова (расстояние до приемника составило 19 км). Направление в центр Москвы было закрыто. В этот момент времени появились потери сигналов, но все же устойчивая связь была возможна методом изменения местоположения машины — начала сказываться интерференция. Но даже в таких необычных условиях примерно каждое второе изменение местоположения машины во дворе давало уверенную связь. Далее мы ушли на Ботаническую улицу.

Тут сразу же следует отметить, что мы, поехав по Дмитровскому шоссе, несколько ошиблись с максимумом ДН антенны — он, как выяснилось позднее, был ориентирован значительно восточнее (между Ярославским и Щелковского шоссе).

Первые потери информации на более-менее открытой местности начались на Ботанической улице. Дальнейшее движение в сторону МКАД по Алтуфьевскому шоссе показало следующее — в движении на скорости (а двигались мы от 60 до 120 км/ч, чему располагал выходной день) приема нет, а замедление и остановки на светофорах давали возобновление приема — частичное прохождение посылок. Скоростная поездка по МКАД по часовой стрелке дала однозначный результат — приема нет (расстояние ~ 27 км). Прием не восстановился даже на подъеме на высокий мост с открытым пространством (движение на скорости). Но как только мы въехали в Москву по Ярославскому шоссе, прием опять возобновился в районе стац. поста-пикета (расстояние 25 км). При этом часть посылок терялись, но все же связь была устойчивой. Дальнейшее движение в сторону центра с остановками показало следующее — при нахождении передатчика в статичном состоянии (машина стоит) уверенная связь наблюдается даже в Лосиноостровском и Ярославском районах Москвы (расстояние ~24 км). В движении в этих районах связь или отсутствует или неустойчивая. Но при остановке связь восстанавливается, хотя и проходят не все посылки.

Рассуждения

Радиомодуль «Альтоника» может обеспечить уверенную связь на расстояние до 25 км при нахождении второго объекта на уровне земли. При установке на высотные здания, а также при использовании направленных антенн с высоким Ку, станет возможным значительное увеличение расстояния — полагаю, в пару..тройку раз.

Также важно отметить, что при стационарной установке обеих антенн не будет описанных выше проблем с интерференцией — когда связь в движении отсутствует, но возобновляется после остановки. Кстати, не только интерференция являет «злом» в данном случае. Не частотах 868 МГц достаточно сильно себя проявляет доплеровский эффект — изменение частоты достигает 80 Гц при скорости движения 100 км/ч. Но даже при скорости движения 20 км/ч доплеровский сдвиг достигает 16 Гц, чего более чем достаточно для того, чтобы сделать неработоспособным один конкретный канал (которому соответствует рабочая частота при неподвижности передатчика). Но благодаря тому, что тестовая система была сконфигурирована так, что все каналы системы могут принимать сигнал передатчика, «ущерб» от испытания в движении был минимальным. «Ущерб» возрастает, если передатчик движется с ускорением или с замедлением — тогда сигнал «плавает» между каналами, что ухудшает качество демодуляции, так как посылка целиком не попадет ни в один из каналов.

Вообще же тест в движении для объектовой радиосигнализации следует назвать абсолютно искусственным (не жизненным), и делать поправку на то, что при стационарной установке антенны даже на той же самой высоте связь будет лучше, так как интерференционная картина будет почти статичной, а доплеровский эффект не будет проявлять себя вовсе.

И еще один момент. Так как в протоколе сигнализации реализован контроль четности передаваемых данных, ситуация получения искаженной информации исключается. И даже если говорить о зоне неуверенного приема (когда часть посылок проходят, а часть — нет), то такую зону все равно можно назвать зоной уверенного приема. Ведь даже если статус некоего датчика не пройдет с первой же попытки, он пройдет со второй или третьей. Это, конечно же, даст задержку индикации на пульте, однако, зная время реакции наших стражей порядка, задержка до 20..30 секунд вряд ли что-то изменит.

Секрет фирмы

Конечно же, любой, кто прочитает написанное выше, удивится, а скорее даже усомнится. Точно также было со мной, когда мы ехали в «Альтонику». А все потому, что я в своей жизни участвовал, наверное, в сотне инсталляций объектов радиосвязи, преимущественно на УКВ. И все, что можно получить от этого диапазона, и все что нельзя, мне прекрасно известно.

Если бы я знал этот «секрет» перед тем как ехать, я бы может даже не поехал, так как со временем, увы, у меня не густо. Но я этот секрет не знал, так как банально не видел соответствующих обсуждений на форуме

А секрет прост. И называется он «сверхузкополосный канал связи». И как вы все понимаете, это и не секрет вовсе. Теория узкополосных каналов связи известна уже минимум пол века, и давно реализована на практике в системах передачи информации космос-Земля/Земля-космос и радиолокации. То есть, модуль «Альтоники» на современной элементной базе воплощает старую идею, прошедшую солидную практическую «обкатку».

При отсутствии внешних помех, чувствительность определяется уровнем собственных шумов приемника. А они, как известно, определяются в т.ч. полосой пропускания приемника, которая в данном случае более чем на два порядка уже, чем в стандартом NFM-канале. Именно это позволило достичь чувствительности приемника порядка 0,01 мкВ *** (методика измерения неизвестна).

Кому интересная теория этого вопроса, смогут ознакомиться с ней, например, вот тут (первая попавшаяся ссылка из Яндекса). Тем, кто не доверяет радиолюбителям, смогут найти в библиотеки СССРовские книги, написанные докторами наук и другими авторитетными людьми.

Пару слов о технике

Радиомодуль «Альтоники» использует 1024 рабочих канала, каждый из которых имеет ширину порядка 50 Гц **. Для передачи информации достаточно одного канала, поэтому остальные можно использовать по разному: для организации параллельного вещания большого количества передатчиков (и как следствие, объектов), для ППРЧ (которая также будет способствовать повышению безопасности системы, и уменьшать влияние интерференции на стационарных объектах), для повышения надежности передачи информации за счет ее дублирования в разных каналах, для уменьшения влияния доплеровского эффекта, а также в комбинированных режимах. Конкретный режим работы системы определяется программно, что делает систему весьма гибкой.

Технически приемник реализован по концепции SDR. В сердце приемника — DSP — цифровой сигнальный процессор. По входу установлен полоснопропускной ПАВ-фильтр, позволяющий эффективно ослабить внеполосные помехи, что особенно критично при высокой чувствительности приемника. Для переноса на ПЧ используется высокостабильный генератор неизвестного типа **. Однако, как нам рассказали, именно он является одним из наиболее уникальных компонентов модуля, так как в его задачи входит обеспечение стабильности частоты не хуже +- 1..2 Гц. При несоблюдении точности частоты демодуляция ухудшается или становится невозможной вовсе. Схемотехника приемника позволила добиться высокой избирательности по соседнему каналу и динамического диапазона 115 дБ ***. Специалистом по современной схемотехнике я не являюсь, поэтому прошу прощения, если допустил ошибки в этом абзаце.

Несколько слов о передаче информации в этой системе. В течение приблизительно 5 секунд передается непрерывная посылка длиной порядка 3 сотен бит *. Таким образом, канальная скорость составляет порядка 60 бод *. Количество полезных данных в разы меньше за счет использования помехоустойчивого кодирования, передачи служебной информации, шифрования, контроля честности, разного количества датчиков и т.д.

Попытка радиоподавления

Еще до выезда из офиса «Альтоники» нами была предпринята попытка радиоподавления методом излучения несущей мощностью 1 Вт на рабочей частоте системы (режим ППРЧ в у модуля, как уже говорилось выше, был отключен). Излучалась FM-несущая с девиацией +- 5 кГц. Помехопостановочный передатчик был оснащен антенной 1/4L и находился приблизительно в 1..1,5 метрах от приемника.

Радиоподавление показало следующий результат — около 2/3 посылок перестали проходить, однако, оставшаяся треть проходила. Представители «Альтоники» от комментариев воздержались *, однако лично я сделал такой вывод: девиации передатчика не хватило, чтобы задавить все используемые системой каналы. Но этот простой тест также говорит о том, что с селективностью по соседним каналам у приемника все в порядке, и заглушить его простой NFM-несущей не получится даже при нахождении рядом с ним.

Выводы

Если говорить кратко, то модуль «Альтоники» действительно работает, как обещано. Чудо? И «да» и «нет» одновременно. Но факт остается фактом. За такими системами будущее. И как нам рассказали, в ближайшее время такое оборудование будет использоваться в автосигнализациях, федеральными государственными структурами и т.д. Образцы этой техники уже существуют и прошли опытные испытания.

Отмазка

Кто-то может усомниться в нашей непредвзятости, но я могу вас заверить, что нас лично знают многие корифеи этого форума, которые могут подтвердить факт нашей непричастности к компании «Альтоника», ровно как и «сигнализационному» бизнесу и другим смежным с ним отраслям. Обвинить нас в получении взятки тоже не получится — рады бы (смайл), но нам предложили только чай, кофе и вафли. А врать в рамках таких «взяток» как-то не резонно. Единственным стимулом для участия в этом эксперименте был банальный интерес.

© 2009 Rulez Reloaded geka @ radioscanner.ru

---

* — Не разглашается представителями «Альтоники» из соображений know how;
** — Величины приблизительные;
*** — Со слов представителей компании «Альтоника». getQuotation();






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.