2.4G測試報告

銀色快手

DSSS : Direct Sequence Spread Spectrum
DSM : Digital Spectrum Modulation
DSM2 : DSM2 (second generation protocol)
FASST : Futaba Advanced Spread Spectrum Technology
FHSS : Frequency Hopping Spread Spectrum

FH會在頻槽間不斷地跳換，由跳頻樣式控制，在每個子頻道只做瞬間傳輸。
DS或DSSS能將較窄頻段的RF(Radio frequency)能量以一種精確控制(數學轉換函數)的方式，分散至某個較寬的頻段，比FH更能抗干擾。

What is the main difference between the Spektrum system and Futaba's FASST system?

The Spektrum systems utilize what is known as Direct Sequence Spread Spectrum modulation, or DSSS. Using this methodology, the system selects a channel, or channels, and remains on this frequency indefinitely. Futaba's almost 15 years of experience with spread spectrum technology has proven that the ideal situation for modelers is to utilize channel shifting whereby the system continuously changes frequencies every two milliseconds thus preventing signal conflicts and eliminating interference issues.

scumor

前幾年開發的 RC 2.4G 產品, 不約而同 採用轉換舊類比系統, 改變較少, 成功率及妥善率較高的 DSSS 調變, 再加上獨家編解碼(code scheme), 接收分散(diversity) 及 多頻 (dual or redundant) 或 多跳頻(Channel Shifting)技巧方法來應對.

但後來越來越多國家的 2.4G ISM 法規, 避免日益嚴重干擾情況, 限制了 新送審 ISM DSSS調變產品的發射功率;  為了兼顧全球市場及 維持RC需要較高的發射功率,  FHSS 調變重新再引起RC 大廠的重視.

FHSS 調變, 對於  connectionless 通訊 如網路 IP type 的應用, 適應性不難, 但要克服在 空用型 RC設備中, 確保型連訊(connection-oriented communication) , 及時型(low latency) , 高速翻滾(High-speed Moving Mechanism) 及 高資料(high data rate)傳輸的應用, 就需較高RC應用知識 , 架構設計規劃, 及晶片廠商協同生產能力.

現在以FHSS 調變的產品 (不是那種 DSSS + Channel Shifting), 由於FHSS 在 1Mhz窄頻寬上, 不容易傳遞大量資料, 所以
高階10 CH 以上 競賽級產品還不多, 大部份廠商, 現在只能供應傳遞資料較少的 FHSS 調變  Sports 級 8 CH 以下的 產品.

以 FHSS 調變的RC 設備, 通常利用其調變的優勢, 在訊號環境變成惡烈 (擁擠但還能收到) 時, 會以降低舵面反應速度來讓操作者趕快做處理.  

對於斷訊後 接收機 啟動的安全模式 Fail Safe, 供電中斷 MCU re-boot , re-connect 的處理等,  就不是調變的話題了.

[ 本帖最後由 scumor 於 2010年3月7日 01:50 PM 編輯 ]

scumor

原帖由 CAF551 於 2010年3月5日 12:03 PM 發表


很資深的分析～專業！
幸虧在台灣，較少同一個飛場同時數十架升空的機會。（除非是表演或特殊競技）
一般器材～已經很夠用了！

不過在北縣西盛看過，大小飛機群魔亂舞，當初還沒有2.4G，大家真是心臟強啊！ ...

別忘了  2.4G ISM 波帶, 頻寬同時 一起分搶的不僅是 RC 設備, 除了家家普及的無線網路的 AP 以外,
像很多人身上帶的藍芽耳機, 手機, PDA...等都是喔！！

另外有些售價主導的 RC after-market 相容廠商, 因為成本, 技術或採購因素, 採用了泛用型(or 山寨) 2.4G 晶片,
湊巧地, 與散在身旁的各式各樣低價無線產品晶片相同, 很短的 id 位碼數, 或根本只有幾組預設碼,
這樣一來變識 ID 被重複到的情況比想像中高,

試想當選定頻率 Binding 升空後, 旁邊跑出了 Clone 訊號, 不像網路斷了再連就好, 飛機的下場就 ｏｏｘｘ.

難怪有2.4G RC廠商一直強調 GUID - Globally Unique Identification Code 是選購要點之一.

[ 本帖最後由 scumor 於 2010年3月7日 06:40 PM 編輯 ]

cps

所以,結論是,FHSS成本較貴,但抗干擾能力較強,是嗎?

[ 本帖最後由 cps 於 2010年3月5日 08:14 AM 編輯 ]

scumor

您所說 FHSS 抗干擾能力 , 應是單指 電波射頻干擾後的 系統仍能保持一定水準運作的存活率吧!

整個 空用 RC 2.4G 的應用 , 就是因為電波射頻干擾 比起 72Mhz 要好太多了, 而且IC零件取得更普及,
所以才有這麼多產品上市, 但有那些是因 2.4G 的運用所帶來的新問題呢??  

您一定也注意到, 這些產品內部, 已不同於72Mhz 類比系統, 全部一定會採用到數位微處理器,  
高(舊)低(新)電壓準位的迴路, 多個基準頻率匹配, LCD電路訊號干擾防止....等.....都要仰賴廠商的整合能力了!!

曾經按到某螢幕, 家裡電腦無線就斷線, 所以有些設計在重點加鐵蓋, 有些設計把整個外殼都加 上導電塗料....等等,  
簡單說來, 就如同您家電腦當機,  現象簡單, 原因卻錯綜複雜 .......

如同前面 24樓的中文連接說明的 FHSS vs DSSS,  FHSS 採"多發一至" (古代戰爭所用通訊方法), 不幸掉了幾個訊號,
比 DSSS 有機會結合回重點資料.

再說到2.4G 業界使用的FHSS 晶片, 及功率放大的單價並沒有較貴, 有時反而還低咧！

只是想直接拿來套用在空用RC 產品中....行不通喔!!   還要重重地仰賴 RC 廠商研發新的運用架構,
及開發新的系統軟韌體, 才能讓 FHSS 調制發揮, 空用RC 所必需的不中斷性, 連接性,
資料排序完整性, 快速性.... 等一些不能妥協的基本要求.

所以很多大廠的 FHSS調變的空用RC產品,  仍停留在 8CH 以下 Sports 級產品.

因應FHSS "多發一至" 的特別需求, 大都採 1Mhz 切割頻寬, 例如 SANWA FH-1跨51channel,
高階用的 FH-3 則跨到76 Channel , 若要像 72Mhz一樣 , 全軍覆沒都被幹掉, 除了特殊狀況,
現在在一般使用環境, 應該很難遇到.

只是這麼分散的資料, 接收機要在能 容忍的時間內 (甚至快速翻滾移動, 天線接收
強度快速起伏的不良環境下),  照順序,  快速且不失真地整理出來送訊號給 Servo ,  
(有時還牽涉到技術的實施瓶頸, 無法所有 Channel,  都可以全速或很快同步傳送,
例如 DSM ServoSync,  FASST HS  dedicated high speed port 等, 就是這妥協下的解決方案).

以上除了是是 空用RC產品 研發課題, 也是競賽級所講究的 finger to servo lock-in 相關 Latency 的講究.

[ 本帖最後由 scumor 於 2010年3月9日 09:18 AM 編輯 ]

scumor

這麼倒霉的機會 , 有可能遇到 與別台 2.4G 設備 的 識別ID 重複了, 就像電腦 IP address 重複了的狀況,
就算同一頻道的高頻訊號, 接收機 只有收到bind 過的識別ID訊號, 才會做 Servo 輸出處理,
Servo 會亂抖的情況, 通常是接收機 收到認可的 識別ID 訊號, 但後頭跟著的的資料訊號, 卻是別台設備的.

若接收機, 完全收不到訊號, 一般是經數秒後, 進入預設保護模式, Servo 應都不會亂抖.

分享一個觀念 :  2.4G ISM 是頻寬分享型模式, 跟舊有 72Mhz的頻寬獨用型模式, 很不一樣,
功率大並不保證良好的連結.

借一下家裡的2.4G 無線上網的例子,  就如附圖中, 訊號最大的 Mah 訊號強度95%,  跟訊號最小的 chuang 訊號強度-15%
兩者都使用頻道 1,   chuang 不會因為訊號小就出局(廢話, 出局了怎麼還會出現在圖中！）, Mah 也不會因位訊號大就傳輸快.

另外五個 頻道6的連結, 如果大家都是全速在搶頻寬通訊, 撞擊率相同時, 就是每人分用 1/5的頻寬.

[ 本帖最後由 scumor 於 2010年3月7日 05:53 PM 編輯 ]