Interstellar의 도킹 장면에 대한이 비디오를 보고 전구와 팬을 사용하여 휘두른 후 나는 생각하고있었습니다.
예를 들어, 회전 바퀴 측정과 같은 이동 센서에 속도 제한이 있습니까?
전화는 고속도로에서 정보를 전달할 수 있고 비행기는 ATC와 매우 빠른 속도로 통신 할 수 있습니다. 그래서 나는 특정 프로토콜에 집중하고 있습니다 : Bluetooth LE
답변:
디지털 장치 간의 안정적인 통신을 위해서는 데이터와 타이밍 (클럭)을 동기화하기 위해 어느 정도의 신호 처리가 필요합니다. 송신기와 수신기 사이에 상대 운동을 추가하면 문제가 복잡해질 수 있습니다. 상대 운동이 도플러 주파수 편이를 줄 수 있다는 것을 알고있을 것입니다. 이것은 비트 스트림의 타이밍에도 영향을 미칩니다.
휴대 전화 (또는 우주선)와 같은 장치에는 일반적으로 광범위한 동적 조건을 수용 할 수있는 이러한 유형의 동적 조건에 적응할 수있는 신호 처리 기능이 있습니다. 그러나이 추가 신호 처리 기능을 수행하려면 전력이 필요합니다.
Bluetooth LE (Low Energy) 장치가 임계 값을 초과하는 상대 동작에 적응할 수없는 경우 그러한 종류의 적응 기능을 포함하지 않는 것이 의도적 인 설계 결정이었습니다. 전력 소비는 아마도 그 이유 중 하나 일 것입니다.
이것은 기본 물리학에 관한 질문입니다. 네트워크의 모든 부분이 동일한 속도 (주거나 가져 오기)로 움직이면 이동하는 기준 프레임에 영향을 미치지 않습니다 (우리 모두 지구상에 있음).
장거리 무선 프로토콜의 경우 왕복 지연 (전송 / 수신 / 전송 동기화)을 고려해야합니다. 링크의 한쪽 끝이 동작하면 지연의 두 부분을 비대칭으로 만드는 효과가 있습니다. 즉, 이동 단말기 프로토콜 은 올바른 종류의 가드 밴드 처리를 위해 일부 설계 고려 사항 이 필요합니다.
특정 Bluetooth LE의 경우, 속도 오프셋이 매우 클 경우 전송하기에 범위가 너무 작을 수 있습니다. 회전하는 물체에서도 비트 타이밍 / 전파 지연에 비해 속도가 합리적으로 제한됩니다.
EE.SE에 대해 더 자세하고 구체적인 답변을 얻을 수 있지만 응용 프로그램에 대해 좀 더 구체적이어야 할 수도 있습니다.
고정 스피닝 휠의 경우 : 안테나가 휠 허브에 동축으로 장착 된 경우 (일반적으로 접힌 내부 BT 안테나가 직선 와이어 안테나로 교체되었다고 가정 할 때 (BT 신호 강도를 향상시키기 위해 수행되는 일반적인 핵)), 당신은 괜찮을 것입니다.
직선으로 움직이는 자동차와 같이 움직이는 바퀴의 경우 수신기를 송신기와 병렬로 운반해야합니다. 이는 주로 BT LE가 작동하는 거리가 데이터를 전송하는 데 유용한 시간을 크게 제한하기 때문입니다 (최대 200m 범위의 장치는 시연했지만 야생에는 나타나지 않을 것임).
이동 휠이 수신기 주위를 돌고 있으면 다시 안테나가 허브에있을 때에도 문제가 없습니다.
이것은 모두 도플러 편이를 방지하기위한 것입니다.
BT의 주파수 대역은 2MHz 간격 (채널 2 : 2408MHz, 채널 3 : 2410MHz 등)이므로 주파수 이동이 너무 커지면 문제가 발생할 수 있습니다. 200km / h (125mph)의 속도로 차량의 채널 3에있는 송신기는 움직이지 않는 관찰자에게 채널 4 (가까워 질 때, 헤드 온) 또는 채널 2 (바로 갈 때)에서 작동하는 것으로 보입니다. 그리고 과거를 뛰어 넘는 동안 좋은 피치 벤드 전환. Jim이 언급했듯이 BT는 이러한 시나리오를 위해 설계되지 않았습니다.
주제를 벗어 났지만 관련 : LTE ( "4G")는 200km / h에서 작동을 멈 춥니 다.
편집하다:
John Deters가 지적한대로 200km / h 제한은 잘못되었습니다. 초고속으로 여행하는 비행기에서 휴대 전화가 작동한다는 사실은 LTE가 안정적으로 작동한다는 것을 증명하지 못합니다 (그들은 여전히 3G 또는 2G로 떨어질 수 있으며 고속 여객 열차 및 여객 항공기에는 현재 자체 LTE 기지국이 장착되어 있습니다) ).
그러나 LTE는 200km / h 이상의 속도로 사용할 수 있습니다. 테스트 결과 핸드 오버는 최대 500km / h의 속도로 작동하며 (아마도 눈에 띄는 중단이있을 수 있음) 도플러 효과는 최대 600km / h의 속도로 보상 될 수 있습니다. 글쎄-이 테스트는 300m의 고도에서 수행되었으므로 고속 항공기보다 고속 열차에서 LTE 테스트를 더 많이 수행합니다.
현재 설계 한계는 사용되는 LTE 주파수 대역에 따라 다릅니다. 350km / h는 모든 주파수 대역에서 작동해야하며 500km / h는 일부 주파수에서 가능합니다.
많은 수의 휴대 전화가 동일한 셀 내에서 고속으로 LTE를 사용하는 경우 (기차 또는 비행기의 모든 승객과 같이, 따라서 LTE 기지국 / 리피터의 열차 및 비행기 사용이 증가) 성능이 크게 저하 될 수 있습니다.