Фільтрування в 3 доменах: чому PrismStation є найпотужнішим продуктом в індустрії WISP.

Враховуючи темпи розвитку технологій у сфері бездротового обладнання, компанії намагаються зробити своє обладнання все більш потужним і швидкісним. Відповідно у своїх розробках, компанія Ubiquiti вирішила поекспериментувати та замінити більш стару mini-PCI карту 802.11b(2.4GHz) на найновішу Super Range стандарту 802.11g. Відповідь на нові Mini-PCI карти була в цілому позитивною, але вона зазнавала значно гіршої продуктивності після оновлення. Потім розробники почали шукати способи покращення продуктивності за рахунок зміни дизайну, але також безрезультатно.

У цей момент їм трапилася карта 802.11b, яка була заснована на чіпсеті Prism2.5 від Internet. І, як випливає з назви «Призма», було видно, що ця плата мала радіоприймач із чудовою «виборчістю» - можливістю відфільтровувати сусідні канали.

Але як це могло бути? Радіопристрої SuperRange 802.11a/b/g були найновішою технологією! Вже тоді розробники припускали, що нові товари Prism перевершуватимуть колишню технологію 802.11b у всіх областях. Після зняття радіомодуля Internet Prism все стало ясніше.

Радіоприймач був заснований на архітектурі, де несуча була перетворена вниз у проміжну частоту (IF) і відфільтрована за допомогою виділеного дискретного фільтра. Тим часом радіоприймач Atheros був повністю інтегрованим чіпсетом без будь-якої фільтрації.

Можливість фільтрувати радіосигнал багато в чому залежить від двох речей:

• Дробна ширина смуг . Фільтрування одномегагерцового каналу на 1GHz (0.1% дробової смуги пропускання) набагато складніше, ніж фільтрація десятимегагерцового каналу на 100MHz (10%-на фракційна смуга пропускання)

• Конструкція фільтру. Спеціальний спеціалізований фільтр зазвичай набагато перевершує фільтр, інтегрований у IC.

У разі радіоприймання Prism він оптимізував обидві області. Маючи знижувальні перетворення IF 384MHz, він зміг збільшити фракційну ширину фільтрації. І з виділеним фільтром SAW, він мав набагато ефективніший фільтр. Для порівняння, радіо Atheros було побудовано для повної недорогої інтеграції ІС і не було ні того, ні іншого. Він міг би добре працювати в приміщенні, але в зовнішніх додатках WISP модулі Prism могли вижити в радіочастотних середовищах, де чіпи на базі Atheros не мали жодних шансів.

Фільтрування в частотному домені

Цей досвід був покладений на те, що ми зараз називаємо Ubiquiti Prism. Компанія використовує швидкість новітньої технології чіпсету WiFi, але зберігаючи при цьому відмінну вибірковість оригінальних радіоприймачів Intersil Prism.

Ubiquiti сутнісно поставили власний радіофільтр на передню панель чіпсету WiFi. Як це точно підвищує продуктивність? Нижче діаграма допомагає пояснити концепцію.

Технологія Prism отримує неліцензійний смуговий спектр (5 ГГц або 2,4 ГГц), перетворює вниз на проміжну частоту, застосовує спеціалізовану фільтрацію в області, що цікавить, і перетворює сигнал назад, щоб зробити його «чистим» для Wi-Fi модуля.

В результаті вийшла вибірковість до 30 дБ. Щоб уявити це в лінійній перспективі, технологія Призм знижує шум, що спостерігається в каналі в тисячу разів!

Фільтрування у просторовому домені

Horn антени існують вже більше століття, але тільки недавно вони почали використовуватися і виявилися успішними у додатках WІSР. У перші дні цієї галузі найбільшого значення набув коефіцієнт посилення антени і традиційні сектори і рефлектори краще підходили для розгортання. Але якщо повернуться до сьогоднішнього дня з мільярдами неліцензованих радіостанцій, що використовуються у всьому світі, здатність ізоляції антен для зменшення шуму стає більш цінною. Суть розробки Prism антени – щоб її чули та підключалися лише в одному напрямку та «ігнорували» всі інші напрямки. Рупорні антени роблять це дуже добре.

Завдання команди Ubiquiti полягало в тому, як використовувати переваги ізоляції RF, але при цьому зберегти достатнє посилення антени для високопродуктивних з'єднань? Відповідь це те, що ми називаємо «асиметричними рупорами», і саме вони є майбутнім розгортання WISP.

Фільтрування у тимчасовому домені

У бездротових стандартах використовується щось подібне до протоколу, заснованого на конкуренції, який означає, що якщо всі клієнти в мережі можуть чути один одного, все працюватиме добре. Але у разі відкритих мереж та ізольованих спрямованих посилань більшість клієнтів не можуть чути і відповідно взаємодіяти один з одним. Щоб вирішити цю проблему, запровадили протокол TDMA, де клієнтам призначено організовані вікна часу.

У цьому суть протоколу AirMAX, який компанія Ubiquiti покращувала протягом багатьох років. Це добре працює для клієнтів, підключених до однієї точки доступу, але що стосується проблем з перешкодами, коли одночасно розміщуються кілька точок доступу?

Новий GPS-протокол синхронізації спеціально вирішує цю проблему. PrismStation використовує GPS для забезпечення глобального таймера синхронізації потенційно для кожного розгортання у світі. Це означає, що кілька базових станцій можуть працювати без проблем на одній вежі чи сусідніх вежах і навіть із використанням того самого спектру.

Введення технологій, що управляють 3-доменною фільтрацією, забезпечить наступний етап високопродуктивних мереж із високою щільністю по всьому світу. PrismStation – це зброя, яку оператори можуть використовувати для створення мереж з вищою продуктивністю навіть за наявності зростаючої кількості радіочастотного шуму в неліцензованих діапазонах.