Guida alla progettazione RF    Controllo radio

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Qui spieghiamo i metodi generali di comunicazione richiesti nel controllo radio quando si usano le onde radio. Forniremo le cause degli errori che generano i problemi nella comunicazione e spiegheremo brevemente come risolverle.
 

Metodi di comunicazione

Comunicazione bidirezionale
Con questo metodo di comunicazione, il flusso dei dati scorre dal dispositivo A verso il dispositivo B e viceversa.

In semiduplex
La trasmissione dei dati scorre dal dispositivo A verso il dispositivo B e viceversa, tuttavia con questo metodo la comunicazione non è effettuata simultaneamente ma alternatamente.
Full duplex
Con questo metodo di comunicazione la trasmissione delle informazioni può essere effettuata dal dispositivo A al dispositivo B e viceversa in modo simultaneo.

Comunicazione unidirezionale
Con questo metodo di comunicazione, i flussi di dati possono essere trasmessi solo dal dispositivo A verso il dispositivo B. Le informazioni non scorrono da B verso A.

Procedure di controllo della trasmissione dati

Sul percorso della trasmissione ci sono varie cause possibili di errori e per trasmettere correttamente i dati il controllo di linea fra l'apparecchiatura trasmittente e l'apparecchiatura ricevente è necessaria per controllare la sincronizzazione del tempo e gli errori.
Per le comunicazioni ordinarie, ci sono procedure di controllo della trasmissione di dati quali il controllo non procedurale, il controllo di base, e il controllo di programmazione dei dati di livello elevato (HDLC), questi metodi possono essere applicati alla comunicazione radio bidirezionale.
Il modo di funzionamento dell'apparecchiatura radio è 1:1, 1:N, o N:N e quando è una comunicazione bidirezionale, un sistema con un protocollo radio speciale è aggiunto alla procedura di controllo della trasmissione di dati.

E' un sistema sincrono basato su carattere in cui i dati sono trasmessi mentre le unità trasmittente e ricevente verificano i codici di controllo della trasmissione. Il controllo della trasmissione è realizzato automaticamente. I dati sono trasmessi a blocchi nelle unità e se un errore accade, solo quel blocco viene rinviato.
Ci sono due modi, modo di base e modo esteso. Nel modo di base, soltanto i file di testo sono trasmessi mentre nel modo esteso sono trasmessi i dati trasparenti (dati binari).

Selezione
Se la stazione di controllo ha dati da trasmettere ad una stazione sussidaria specifica, domanda se la stazione sussidaria può ricevere prima di inviare i dati.

Errori wireless

Con la trasmissione di dati, nella comunicazione su fili così come per la comunicazione via radio, deve essere effettuata la procedura di controllo errori.
Non ci può essere confronto fra una comunicazione con le onde radio e una comunicazione su fili in termini di prevalenza delle cause degli errori quali rumore, interferenza, deperimento e pertanto devono essere prese tutte le misure necessarie contro gli errori. Vari metodi sono possibili, ma c'é sempre la questione di bilanciare i livelli di elaborazione con i vincoli dell'applicazione, del costo, del periodo di ingegnerizzazione del sistema che si deve progettare.
Normalmente, non siamo importunati da leggero rumore o da interruzioni quando utilizziamo un telefono mobile così come possiamo tollerare un po' di luce intermittente sullo schermo della televisione.
L'elaborazione di errori di livello elevato è usata per il suono dei telefoni mobili, ma gli errori sembrano essere inevitabili. Tuttavia, per le trasmissioni di dati di informazione, questo è un problema.
Se consideriamo le attrezzature industriali e/o dispositivi controllati con le onde radio, la disfunzione causata dagli errori della trasmissione causerebbe incidenti gravi e gravi infortuni e potrebbe provocare la perdita di dati importanti. Il progettista di una apparecchiatura radio, deve prestare un'attenzione molto particolare affinché disfunzioni di questo genere non accadano anche in caso errori. È necessario inoltre disporre soluzioni nel caso in cui la sicurezza di una trasmissione venga a mancare. Di questo parleremo più avanti.

Sono possibili i seguenti tipi di errore

Errori casuali
Errori che accadono casualmente senza una relazione con altri errori.
Errori improvvisi (Burst errors) 
Errori che accadono improvvisamente e consecutivamente

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Metodo di processo per gli errori

Allo scopo di rilevare errori di dati nel pacchetto frame, l'unità trasmittente aggiunge un codice di controllo del frame alla fine del pacchetto durante la creazione del pacchetto. L'uniità di ricezione allora decide se ci sono o no errori basati su questo codice e se rileva un errore di dati trasmette una richiesta di rinvio all'unità trasmittente, realizzando così una trasmissione libera da errori.
Questo sistema include il metodo di controllo totale, il metodo CRC (Cuclic Redunancy Check - controllo di sovrabbondanza ciclica), il metodo del controllo di parità e così via. Il metodo CRC è migliore rispetto agli altri metodi per la rilevazione degli errori ed è usato nella maggior parte dei protocolli di trasmissione dati quali i LANs senza fili, i regolatori di hard disk e simili.
I sistemi CRC includono 5-bit e 12-bit, ma attualmente i sistemi più comunemente usati sono a 16 bit o 32-bit ed in particolare CRC-CCITT frequentemente sono usati.

CRC-CCITT
Con CRC-CCITT la struttura dei dati è calcolata dividendo i costanti e i 16-bits (2 byte) del risultato sono fissati nella trasmissione alla conclusione dei dati. L'unità di ricezione realizza un funzionamento simile e se il risultato è corretto, determina che non ci sono errore nella trasmissione di dati. In caso contrario, determina che c'é un errore e trasmette una richiesta di rinvio.
Per spiegare più in dettaglio, nel funzionamento CRC all'unità trasmittente la stringa di bit della struttura dati è trattata come un valore numerico (questo è denominato polinomio del messaggio) ed il polinomio del messaggio è diviso da un generatore polinominale (costante) X¹⁶ + X¹² + X⁵ + 1 e il resto (codice CRC: 2 byte) è fissato nella trasmissione alla conclusione dei dati. Il resto è lo stesso.
Questo funzionamento può essere realizzato dal software della CPU, ma se è necessaria l'elaborazione ad alta velocità, sarà effettuato per mezzo hardware. Alcune CPU contengono l'hardware per il funzionamento di CRC, e altre CPU contengono altre strutture di pacchetto dati (funzione di HDLC). Se la situazione lo consente, è immaginabile usare FPGA o gate di allineamento (gate arraw), oltre ad apparecchiature periferiche.

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Linea codice di trasmissione

La filosofia della sicurezza che viene a mancare nella progettazione

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