Перейти к содержанию

Оценка занятости канала (CCA) и LBT

Если два передатчика выходят в эфир одновременно на одном канале, оба пакета обычно теряются. Простейшая защита — перед передачей послушать канал и не передавать, если он занят. В трансиверах это называется оценкой занятости канала, CCA.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Оценка занятости канала (clear channel assessment, CCA) — проверка перед передачей, свободен ли радиоканал. Передатчик, который сначала слушает эфир и передаёт только в свободный канал, работает по принципу LBT — listen before talk (у Semtech — listen before transmit). TI определяет CCA как признак того, свободен канал или занят (CC1101, разд. 17.5).

Как трансивер решает, что канал занят

В CC1101 основа — carrier sense (обнаружение несущей) по RSSI, с двумя независимо настраиваемыми условиями (разд. 17.4):

  • абсолютный порог — канал занят, пока RSSI выше заданного уровня, с гистерезисом;
  • относительный порог — занят, если RSSI вырос на 6, 10 или 14 дБ от отсчёта к отсчёту; это работает и при меняющемся уровне шума.

Поверх этого CCA у CC1101 выбирается полем MCSM1.CCA_MODE из четырёх режимов (разд. 17.5):

РежимКогда разрешена передача
CCA выключенавсегда
По уровнюесли RSSI ниже порога
По приёмуесли сейчас не принимается пакет
Оба условияесли RSSI ниже порога и пакет не принимается

Функция называется TX-if-CCA: команда STX или SFSTXON из режима приёма переводит чип в передачу только при свободном канале. Иначе он остаётся в приёме и сам не передаст, даже когда канал освободится, — нужна новая команда.

Ограничения

Semtech напоминает, что в нелицензируемых полосах гарантии качества нет и линия скорее ограничена помехами, чем бюджетом. Механизмы против коллизий бывают нормативными (LBT, ограничение рабочего цикла передатчика) и добровольными (CSMA, CSMA-CA), но оценка канала у передатчика может не совпадать с условиями у приёмника (AN1200.22, разд. 5.4). Поэтому CCA дополняют подтверждениями и повторной передачей.

Аналогии

В проводных шинах похожую задачу решает арбитраж шины: в CAN передатчик слушает линию во время передачи. В радио трансивер полудуплексный и во время передачи себя не слышит, поэтому слушать приходится до неё (наш вывод). Требования к LBT и времени в эфире для конкретной полосы задают национальные нормы; модули и протоколы для 433 и 868 МГц — в статье «Радиомодули 433 и 868 МГц».

Частые вопросы

Как включить CCA у CC1101?

Выбрать режим в поле MCSM1.CCA_MODE и давать команду передачи STX или SFSTXON из режима приёма. Если канал занят по выбранному условию, чип остаётся в приёме и не переходит в передачу; после освобождения канала нужно снова послать команду (CC1101, разд. 17.5).

Гарантирует ли CCA отсутствие коллизий?

Нет. Semtech отмечает, что оценка канала у передатчика может не совпадать с условиями у приёмника: передатчик слышит свободный канал, а у приёмника его глушит другой, далёкий от передатчика источник (AN1200.22, разд. 5.4). Поэтому протоколы добавляют подтверждения и повторы.

LBT обязателен?

Зависит от полосы и правил страны: Semtech относит LBT и ограничение рабочего цикла к механизмам, которые могут требовать нормы (AN1200.22, разд. 5.4). Действующие требования проверяйте в документах регулятора для своей полосы.

Источники

  1. Texas Instruments. CC1101 Low-Power Sub-1 GHz RF Transceiver, SWRS061I (2013) — с. 1: поддержка автоматической оценки занятости канала (CCA) перед передачей; разд. 17.4: carrier sense — по абсолютному порогу RSSI с гистерезисом или по относительному скачку RSSI (6, 10 или 14 дБ), полезен при меняющемся уровне шума; используется как условие поиска синхрослова, для TX-if-CCA и быстрого завершения приёма, помогает избегать помех в ISM-диапазонах; разд. 17.5: CCA показывает, свободен ли канал, режим — MCSM1.CCA_MODE; команда STX или SFSTXON из состояния RX переводит в TX только при свободном канале, иначе чип остаётся в RX и ждёт новой команды; четыре режима: всегда, RSSI ниже порога, если не идёт приём пакета, оба условия
  2. Semtech. AN1200.22 LoRa Modulation Basics, Rev. 2 (May 2015) — архивная копия официального файла; разд. 2: LBT — Listen Before Transmit, CSMA и CSMA-CA; разд. 5.4: в нелицензируемых полосах нет гарантии качества, линия скорее ограничена помехами, чем бюджетом; механизмы против коллизий — нормативные (LBT, ограничение рабочего цикла передатчика) или добровольные (CSMA, CSMA-CA); оценка канала у передатчика может не совпадать с условиями у приёмника

Нашли ошибку?

Смотрите также