مفهوم نقل معالجة الإشارات إلى السحابة ليس بالأمر الجديد. أولاً ، تعد VRAN (شبكة الوصول اللاسلكي الافتراضية) هي الطريقة الرئيسية لبناء شبكة من مشغلي شبكات الهاتف المحمول. ثانياً ، شبكة إنترنت الأشياء من SigFox مبنية على نفس المبدأ ، كما يتضح من براءات الاختراع الخاصة بها. ببساطة ، كل شيء رائع غير واقعي! إذن ما الذي يمكننا فعله حتى لا نجلس على هامش التقدم ، ولكن للانضمام إلى الموضوع؟
تاريخ المشكلة على النحو التالي: لقد شاركت في الملاحة الراديوية لفترة طويلة ، ولم أستطع اجتياز مثل معيار الراديو المشترك على الإنترنت لأشياء مثل LoRa. كنت أرغب حقًا في تحديد المواقع له.
الطريقة الاقتصادية الأكثر تحديدًا لتحديد المواقع هي أداة تحديد المدى ، في اختلاف وقت الوصول إلى المصطلحات باللغة الإنجليزية ( TDOA ). يمكن أن تكون العدادات في هذه الطريقة قناة واحدة ، والتي تقارنها بشكل إيجابي مع قنوات متعددة مع طرق زاوية الوصول (AOA). تتطلب هذه الطريقة قياس الوقت النسبي لوصول الإشارات إلى أمتار متباعدة مكانياً.
مصدر .
هناك خياران: الأول ، لربط القياسات بمقياس زمني مرجعي واحد ، والثاني ، لحساب وقت الوصول المتبادل مباشرة من خلال وظيفة الارتباط المتبادل . الثاني يتطلب عرض النطاق الترددي أكبر بكثير من قنوات الاتصال مع العداد ، ولكن يحتمل أن يكون أفضل حصانة الضوضاء. لقد اخترت هذا النهج.
تجدر الإشارة إلى أنه من أجل بساطة العرض ، أغفلت مسألة تزامن تردد الموجة الحاملة وتردد أخذ العينات للمتر في الوقت الحالي. آمل أن أغطي هذه المسألة في المنشورات المستقبلية.
رياضيا ، تعتمد الطريقة الثانية على دالة الارتباط المتبادل (VKF). من الناحية الفنية ، هذا يعني أنه يجب نقل عينات الإشارة إلى مكان واحد لحساب WKF. في الوقت نفسه ، من الضروري تحديد عينات زمنية لمصدر إشعاع واحد على جميع العدادات المشاركة في تحديد المواقع. أي من أجل بناء نظام تحديد المواقع LoRa TDOA ، من الضروري وضع جهاز استقبال SDR على كل متر مع أداة إزالة تشكيل برامج LoRa ، على سبيل المثال ، كما هو موضح في هذه المقالة الشائعة باللغة الروسية. بعد ذلك ، على كل مستقبل عداد SDR ، تحتاج إلى تخصيص معرّف وسيلة الانبعاث وإرسال عينة من العينات إلى الكمبيوتر المركزي بهذا المعرف. عندئذٍ ، ستتمكن الآلة الحاسبة المركزية من بدء إجراء الحساب الخاص بـ WKF وإجراء تحديد المواقع عند استلام حزم العينات بمعرف واحد. بدا لي هذا الهيكل مطالبًا جدًا بأداء الجهاز وتعقيد برنامج العدادات. ومع حمل الذروة ، فإنه يعطي حمولة زائدة على قناة الاتصال. لذلك ، تذكرت النهج المتبع في بناء هيكل معالجة الإشارات للشبكات الخلوية ، والذي كانت تستخدمه لفترة طويلة ، وفي الجيل الخامس ، يجب أن يصبح هذا النهج إلزاميًا.
يسمى هذا النهج شبكة الوصول إلى الراديو الافتراضية ( V-RAN ). يمكنك جوجل هذا الجمع بين الكلمات. لقد وجدت بعض الوصف باللغة الإنجليزية فقط. هناك شيء ذو معنى في الويكي على V-RAN ، ولكن وفقًا لأحدث المفاهيم - شبكة الوصول إلى الراديو في السحاب أو شبكة الوصول إلى الراديو المركزية ( C-RAN ). يبدو المفهوم بعيدًا عن الواقع - "تحرث سفن الفضاء مساحات الكون".
مصدر .
كما يوحي الاسم ، فإن الميزة الرئيسية هي أن إزالة تشكيل الإشارة وجميع خطوات المعالجة اللاحقة يتم نقلها إلى السحابة ( فندق Baseband ). مع هذا النهج ، يتم تقليل تكلفة شراء المعدات ، ولكن هناك تكاليف لاستئجار أجهزة الكمبيوتر السحابية ، والتي يمكن تعديلها بسرعة وسهولة ، والأهم من ذلك - وفقًا للمتطلبات العاجلة. وهذا يجلب المدخرات. يتم فحص المدخرات بشكل سطحي في هذه المقالة . وهذه دراسة أكثر تفصيلا للمفهوم.
من المثير للدهشة أن طبيعة إنترنت الأشياء المنخفضة السرعة تجعل من الممكن استخدام نهج "الفضاء" في الاقتصاد الوطني!
للقيام بذلك ، تحتاج إلى استخدام Raspberry (أو أي كمبيوتر آخر يعمل بنظام Linux مع دعم RTL-SDR و SOAPY) و RTL-SDR نفسه ، والذي يوجد به عدد كبير نسبيًا الآن الأسر الأشخاص ، قم بتنزيل مصدر البرنامج أو ثنائياته ، والاتصال بالسحابة ومشاهدة الرسائل في مجمع رسائل LoRa IoT ، على سبيل المثال ، شبكة الأشياء.
وتحتاج الإنترنت بسرعة. الآن يتم حساب الدفق على النحو التالي: 200 كيلو هرتز * 32 بت (I ، Q) = 6.4 ميغابت في الثانية. ثم يتم ضغط هذا الدفق ، حيث يتبين أن حوالي 3-4 ميجابت / ثانية يترك توت العليق في اتجاه خادمنا باستمرار.
الآن دعونا نلقي نظرة على عملية الإنشاء والإطلاق على مراحل.
هنا يتم إدخال RTL-SDR في Raspberry Pi 3.
في ما يلي الكود المصدري للبرنامج الذي يأخذ عينات من RTL-SDR ، يقوم بتصفيةها وإهلكها ، ويرسلها إلى السحابة عبر الإنترنت. هذا لتقليل معدل البيانات المطلوب لتوصيل الإشارة الرقمية إلى السحابة. يمكن تجميع البرامج مثل هذا الأصلي بشكل غير عادي الفرق:
mkdir build cd build cmake .. make
ثم تحتاج إلى تكوين تردد الاستقبال (الافتراضي هو 868.1 ميغاهيرتز) ، وعنوان ومنفذ خادم المعالجة عند بدء التشغيل:
./Bolt5_Client host port [frequency]
وتشغيل البرنامج. إذا أعطيت
، ثم كل شيء على ما يرام ويمكنك تكوين شبكة الأشياء (TTN). يوصف هذا بالتفصيل هنا .
لإرسال رسالة ، تحتاج إلى عقدة LoRa. للبساطة ، استخدمنا هذه المجموعة على اردوينو:
ثم تحتاج إلى إرسال رسالة الاختبار فعليًا والتأكد من أن السحابة LoRa تعمل. يمكن العثور هنا على مثال لإرسال رسالة باستخدام Arduino و LoraWAN shield.
في الوقت الحالي ، يمكن إرسال رسائل عبر نظام ABP (التنشيط حسب التخصيص ، التنشيط عن طريق التخصيص).
في حالتنا ، تبدو الرسالة المرسلة كما يلي:
تبدو الرسالة المستلمة والمسجلة في TTN كما يلي:
الآن يعمل النظام في الوضع التجريبي اليدوي. المعجزات المختلفة ممكنة ، لكننا نسعى جاهدين لجعل كل شيء مستقرًا في أسرع وقت ممكن. نظرًا لأن هدفنا الرئيسي هو تحديد موقع LoRa ، فنحن نبحث عن متطوعين على استعداد لتوصيل أجهزتهم (RTL-SDR و Raspberry أو كمبيوتر آخر) بخادمنا في منطقة واحدة محددة فقط من St. Petersburg: Pionerskaya و Udelnaya و Kolomyagi . لدينا بالفعل مترين: أحدهما عند تقاطع شارع Kolomyazhsky وشارع Korolev ، والثاني في مركز Liner للأعمال في شارع Verbnaya. بمساعدتك ، نريد إنشاء شبكة بهندسة تسمح لك بوضع موقع LoRa في منطقة Specific Park.
من جانبنا ، نعد بالكتابة عن النظام هنا. آمل أن يكون لدينا موارد كافية لمدة ثلاثة أشهر ، والتي ينبغي أن تكون كافية لإنشاء نظام تحديد المواقع LoRa.
انضم إلينا في تعدين البث الإذاعي لإنترنت الأشياء!
المطور الرئيسي لهذه المعجزة هو deef137 ، يرجى الحب والفضل .