ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТ Р исо/мэк 24730-21—

2014

Информационные технологии СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ (RTLS)

Часть 21

Протокол радиоинтерфейса для связи на частоте 2,4 ГГц с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS): Передатчики системы RTLS, работающие с одним расширяющим кодом и использующие кодирование данных DBPSK и схему расширения BPSK

ISO/IEC 24730-21:2012 Information technology — Real time locating systems (RTLS) —

Part 21: Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) 2,4 GHz air interface protocol: Transmitters operating with a single spread code and employing a DBPSK data encoding and BPSK spreading scheme (IDT)

Издание официальное

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Научно-исследовательским и испытательным центром биометрической техники Московского государственного технического университета имени Н.Э.Баумана (НИИЦ БТ МГТУ им. Н.Э.Баумана) и Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-технический центр «Сим-плематика» (ООО «НТЦ «Симплематика») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4, при консультативной поддержке Ассоциации автоматической идентификации «ЮНИСКАН/ГС1 РУС»

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 355 «Технологии автоматической идентификации и сбора данных».

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 ноября 2014 г. № 1571-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО/МЭК 24730-21:2012 «Информационные технологии. Системы позиционирования в реальном времени (RTLS). Часть 21. Протокол радиоинтерфейса для связи на частоте 2,4 ГГц с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS): Передатчики системы RTLS, работающие с одним расширяющим кодом и использующие кодирование данных DBPSK и схему расширения BPSK» (ISO/IEC 24730-21:2012 «Information technology — Real time locating systems (RTLS) — Part 21: Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) 2,4 GHz air interface protocol: Transmitters operating with a single spread code and employing a DBPSK data encoding and BPSK spreading scheme»)

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6    Некоторые положения настоящего стандарта могут являться объектами патентных прав. Международная организация по стандартизации (ИСО) и международная электротехническая комиссия (МЭК) не несут ответственности за идентификацию подобных патентных прав.

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

© Стандартинформ, 2015

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Окончание таблицы 4

Обозначение параметра Наименование параметра Описание мюь Длина пакетов возбудителя передатчика системы RTLS Вариант 1:10 битов Вариант 2: 28 битов Вариант 3: 44 бита Вариант 4: 144 бита МП Кодирование данных Манчестерское кодирование М12а Полином контроля целостности сообщения циклическим избыточным кодом при программировании G(X) = X12 + X11 + X3 + X2 + X1 + 1 М12Ь Полином контроля целостности 28-битного сообщения возбудителя передатчика системы RTLS циклическим избыточным кодом G(X) = Xй + X4 + X3 + X2 + 1 М12с Полином контроля целостности 44-битного сообщения возбудителя передатчика системы RTLS циклическим избыточным кодом G(X) = X12 + X11 + X3 + X2 + X1 + 1 M12d Полином контроля целостности 10-битного сообщения возбудителя передатчика системы RTLS циклическим избыточным кодом / при программировании G(X) = X4 + X1 + 1

6 Обязательные требования к протоколу радиоинтерфейса

6.1    Общие положения

В настоящем стандарте определены широкополосная передача сигналов системы RTLS в полосе частот от 2,400ГГц до 2,4835ГГц и протоколы радиоинтерфейса для связи на уровне ко-манд/данных. Указанные протоколы обеспечивают взаимодействие между совместимым передатчиком системы RTLS и совместимой инфраструктурой. Необязательные протоколы, приведенные в разделе 7, обеспечивают взаимодействие передатчика системы RTLS и устройства программирования, а также возбудителя системы RTLS соответственно. В разделе 5, содержащем требования к физическому уровню взаимодействия, приведены временные параметры, а также характеристики сигналов применительно к протоколам.

6.2    Введение

Архитектура системы RTLS, работающей по принципу радиомаяка, включает передатчики системы RTLS, которые излучают блинк-посылки с использованием расширения спектра методом прямой последовательности, и фиксировано установленные устройства считывания системы RTLS, которые принимают указанные сигналы. Система определяет места нахождения передатчиков системы RTLS по координатам х и у с точностью не менее 3 м как в помещениях, так и вне их. После определения места нахождения передатчика системы RTLS главной прикладной системе передается информация о месте его положения и другая дополнительная информация (например, телеметрические данные).

6.3    Функциональное описание и требования

Модуль передатчика системы RTLS представляет собой компактное радиочастотное устройство с автономным питанием, являющееся составной частью системы RTLS. Система RTLS предназначена для прослеживания и определения места нахождения предметов с прикрепленными к ним передатчиками системы RTLS. Любая передача представляет собой короткий по времени импульсный

7

ГОСТ Р ИСО/МЭК 24730-21—2014

Процесс кодирования и передачи данных передатчиком системы RTLS приведен на рисунке 4.

Рисунок 4 — Процесс кодирования и передачи данных передатчиком системы RTLS

Формат передачи данных от передатчика системы RTLS с модуляцией DSSS приведен на рисунке 5. Каждая передача данных от передатчика системы RTLS с использование модуляции DSSS содержит пакет блинк-посылок, включающих в себя N суб-блинк-посылок. Любой набор суб-блинк-посылок содержит сообщение, длина которого соответствует одному из четырех допустимых значений. Все суб-блинк-посылки в составе одной блинк-посылки должны быть идентичны для обеспечения временного разделения. Каждая суб-блинк-посылка содержит двоичный 32-разрядный идентификатор передатчика системы RTLS, двоичный 5-разрядный статус данных, данные контроля целостности сообщения циклическим избыточным кодом и дополнительные телеметрические данные в зависимости от типа сообщения. Пакет блинк-посылок передается в начале интервала блинк-посылок. Суб-блинк-посылки разделены интервалом, который не может быть настроен пользователем, а число суб-блинк-посылок в составе блинк-посылки и интервал блинк-посылок могут быть изменены.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 24730-21—2014

Блинк-посылка, состоящая из N суб-блинк-посылок

Интервал блинк-посылок Рисунок 5 — Радиоинтерфейс DSSS

Установлены три класса блинк-посылок с модуляцией DSSS: синхронизированная периодическая блинк-посылка (TIB, Timed Interval Blink); блинк-посылка возбуждения (ЕХВ, EXciter Blink) и блинк-посылка, инициированная событием (ЕВ, Event Blink).

Блинк-посылки типа TIB должны быть переданы с регулярным заданным интервалом. Блинк-посылки типа ЕВ появляются в результате переключения или внешнего воздействия. На рисунке 6 приведена диаграмма состояний, представляющая различные функциональные состояния передатчика системы RTLS.

Примечание — На рисунке 6 и последующих рисунках сплошные линии обозначают обязательные функции, а пунктирные — необязательные.

11

-ЧасТо'Га ч I блинк- N Ч ПОСЫЛОК= J

Рисунок 6 — Диаграмма состояний передатчика системы RTLS

Частота несущей при модуляции DSSS — 2441,75 МГц, а частота следования элементов сигнала—30,521875 МГц.

6.4 Излучаемая мощность передатчика системы RTLS

В зависимости от уровня мощности, излучаемой передатчиками системы RTLS, установлены два класса указанных устройств. ЭИИМ передатчиков системы RTLS класса 1 не превышает 10 мВт (10 дБм). Передатчики системы RTLS данного класса предназначены для применения в условиях средней и высокой плотности инфраструктуры и с минимальными препятствиями для распространения радиосигнала.

ЭИИМ передатчиков системы RTLS класса 2 превышает 10мВт (10 дБм), но не превышает максимальное допустимое значение, установленное национальным органом по управлению и использованию радиочастотного спектра. Передатчики системы RTLS данного класса предназначены для применения в условиях неплотной инфраструктуры, где устройства считывания системы RTLS находятся на расстоянии более 300 м от передатчиков системы RTLS или в среде с существенными препятствиями распространению радиосигнала.

Диаграмма направленности применяемых антенн передатчиков системы RTLS должна быть как можно ближе к диаграмме всенаправленной антенны с учетом ограничений требований компоновки передатчика системы RTLS, что обеспечивает равный прием сигналов независимо от ориентации передатчиков системы RTLS. ЭИИМ антенны передатчика системы RTLS (радиочастотной метки) не должна отличаться более чем на 10 дБ (от пика до пика) от сферической диаграммы направленности в свободном пространстве. Также для достижения требуемых технических характеристик ЭИИМ не должна отличаться более чем на 10 дБ в пределах полусферической диаграммы направленности антенны передатчика системы RTLS (радиочастотной метки), установленной на металлической плите площадью 1 м².

ГОСТ Р ИСО/МЭК 24730-21—2014

6.5 Требования к передаче сообщений с использованием модуляции DSSS

Требования к передаче сообщений с использованием модуляции DSSS приведены ниже.

6.5.1    Кодирование сообщений

Код расширения PN имеет значение 0x1 СВ. Первоначальное значение регистра D9 генератора PN (шумоподобного) кода равно "1", а значение остальных регистров -"0".

Начало интервала блинк-посылок должно происходить со случайным сдвигом по времени, не превышающим ±638 мс, для предотвращения частых конфликтов с блинк-посылками от других передатчиков системы RTLS. Начало каждой последующей суб-блинк-посылки должно происходить случайным образом. Интервал между любыми суб-блинк-посылками со случайным сдвигом в пределах ±16 мсот начала предыдущей суб-блинк-посылки равен 125 мс.

6.5.2    Структура сообщений

Существуют 4 разных формата сообщений, которые различаются длиной сообщения в битах: 56-битовые, 72-битовые, 88-битовые и 152-битовые сообщения. Передатчик системы RTLS должен поддерживать возможность передачи хотя бы одного из указанных форматов сообщений. 56- и 72-битовые сообщения предназначены для передачи идентификатора передатчика системы RTLS, в то время как 72- и 88-битовые сообщения предназначены для передачи идентификатора передатчика системы RTLS и данных возбудителя передатчика системы RTLS, а 152-битовые сообщения предназначены для передачи телеметрической информации ограниченного объема. Структура каждого формата сообщений подробно описана в следующих подразделах.

Каждый тип сообщений содержит преамбулу длиной 8 битов со значением 0x01.

Каждый тип сообщений содержит информацию о статусе передатчика системы RTLS из 4 битов в соответствии с описаниями сообщений.

72- и 88-битовые сообщения могут содержать идентификатор возбудителя передатчика системы RTLS, состоящий из 16 битов, старший из которых указывает на факт входа/выхода передатчика системы RTLS в поле/из поля действия возбудителя передатчика системы RTLS.

Каждый тип сообщения содержит контрольную сумму, вычисленную методом циклического избыточного кода (CRC), с порождающим полиномом: X¹² + X¹¹ + X³ + X² + X + 1. Преамбула не учитывается при вычислении контрольной суммы.

Каждое сообщение содержит идентификатор передатчика системы RTLS длиной 32 бита, который может иметь значение в диапазоне от 1 до 4 294 967 296 (0x00000001 до OxFFFFFFFF).

Далее приведены уникальные данные для каждого типа сообщений.

6.5.2.1 Формат 56-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS

Формат 56-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS приведен в таблице 5. Указанный формат сообщения включает преамбулу длиной 8 битов, 4-битовое поле статуса передатчика системы RTLS, 32-битовое поле идентификатора передатчика системы RTLS и 12-битовое поле для контрольной суммы CRC сообщения. Время передачи 56-битового сообщения — 937,5 мкс.

Таблица 5 — Формат 56-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS

Преамбула Статус передатчика системы RTLS Идентификатор передатчика системы RTLS Контрольная сумма CRC сообщения 8 "0" S2 S1 В 32 12 8 II «| II Резервный 32 12 Биты с 55 по 48 Биты с 47 по 44 Биты с 43 по 12 Биты с 11 по 0

Для статусов S1 и S2 значение "1" является активным состоянием. Для статуса В (бит состояния батарейки) значение "1" обозначает наличие сигнала тревоги о состоянии батарейки.

6.5.2.2 Формат 72-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS

Формат 72-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS приведен в таблице 6. Указанный формат сообщения включает преамбулу длиной 8 битов, 4-битовое поле статуса передатчика системы RTLS, 32-битовое поле идентификатора передатчика системы RTLS, 16-битовое поле подлежащих передаче данных и 12-битовое поле для контрольной суммы CRC сообщения. 72-битовое сообщение может быть использовано для передачи идентификатора передатчика системы RTLS и для передачи в качестве подлежащих передаче данных либо данных, либо адреса возбудителя передатчика системы RTLS, либо расширенного идентификатора передатчика системы RTLS. Поле статуса передатчика системы RTLS определяет тип подлежащих передаче данных. Время передачи 72-битового сообщения — 1,205 мс.

Таблица 6 — Формат 72-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS

Преамбула Статус передатчика системы RTLS Идентификатор передатчика системы RTLS Подлежащие передаче данные Контрольная сумма CRC сообщения 8 "0" S2 S1 в 32 Расширенный идентификатор 12 8 "Г' "0" "0" "0" 32 Идентификатор возбудителя передатчика системы RTLS 12 8 "Г' X X X 32 Индексируемые данные 12 Биты с 71 по 64 Биты с 63 по 60 Биты с 59 по 28 Биты с 27 по 12 Биты с 11 по 0

6.5.2.3 Формат 88-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS

Формат 88-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS приведен в таблице 7. Указанный формат сообщения включает преамбулу длиной 8 битов, 4-битое поле статуса передатчика системы RTLS, 32-битовое поле идентификатора передатчика системы RTLS, 16-битовое поле для возбудителя передатчика системы RTLS, дополнительное 16-битовое адресное поле и 12-битовое поле для контрольной суммы CRC сообщения. 88-битовое сообщение может быть использовано для передачи 32-битового идентификатора передатчика системы RTLS и для передачи в качестве подлежащих передаче данных либо адреса, либо данных возбудителя. Поле статуса передатчика системы RTLS определяет тип подлежащих передаче данных. Время передачи 88-битового сообщения — 1,473 мс.

Таблица 7 — Формат 88-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS

Преамбула Статус передатчика системы RTLS Идентификатор передатчика системы RTLS Расширенный адрес Подлежащие передаче данные Контрольная сумма CRC сообщения Зарезервирова- "0 S S в Зарезервирова- Зарезервирова- Зарезервирова- Зарезервирова- НО 2 1 НО НО но но 8 "1 II "0 II "0 II "0 II 32 16 Идентификатор возбудителя передатчика системы RTLS (16) 12 8 "1 II X X X 32 16 Индексируемые данные (16) 12 Биты с 87 по 80 Биты с 79 по 76 Биты с 75 по 44 Биты с 43 по 28 Биты с 27 по 12 Биты с 11 по 0

ГОСТ Р ИСО/МЭК 24730-21—2014

6.5.2.4 Формат 152-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS

Формат 152-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS приведен в таблице 8. Указанный формат сообщения включает преамбулу длиной 8 битов, 4-битовое поле статуса передатчика системы RTLS, 32-битовое поле идентификатора передатчика системы RTLS, 96-битовое поле данных и 12-битовое поле для контрольной суммы CRC сообщения. Время передачи 152-битового сообщения — 2,544 мс.

Таблица 8 — Формат 152-битового сообщения передаваемого передатчиком системы RTLS с использованием модуляции DSSS

Преамбула Статус передатчика системы RTLS Идентификатор передатчика системы RTLS Подлежащие передаче данные Контрольная сумма CRC сообщения 8 X S1 В 32 96 12 8 X S1 В 32 60-DF Расширенный идентификатор (16) 72 12 Биты с 151 по 144 Биты с 143 по 140 Биты с 107 по 100 Биты с 99 по 84 Биты с 83 по 12 Биты с 11 по 0

6.5.3 Режимы передачи сообщений

Установлено несколько режимов передачи сообщений, которые обеспечивают соответствие системы RTLS требованиям конкретного приложения, позволяя минимизировать время беспроводной передачи, передать идентификатор возбудителя передатчика системы RTLS, уведомить о событии или передать телеметрические данные.

6.5.3.1    Режим синхронизированной периодической блинк-посылки

В режиме синхронизированной периодической блинк-посылки с использованием модуляции DSSS передается сообщение одного типа из четырех возможных. Следующие параметры могут быть настроены в соответствии с требованиями спецификации на систему RTLS.

6.5.3.1.1    Число суб-блинк-посылок

Число суб-блинк-посылок, посылаемых передатчиком системы RTLS в режиме синхронизированной периодической блинк-посылки, может быть установлено пользователем. При этом оно должно быть в диапазоне от одной суб-посылки до восьми суб-блинк-посылок в составе каждой блинк-посылки.

6.5.3.1.2    Интервал блинк-посылок

Интервал блинк-посылок во время передачи в режиме синхронизированной периодической блинк-посылки может быть установлен пользователем. Минимальный интервал блинк-посылок составляет 5 с. Передатчик системы RTLS отключается при установке нулевого значения интервала блинк-посылки.

6.5.3.1.3    Частота повторения 152-битовых блинк-посылок

Частота повторения 152-битовых блинк-посылок должна определять частоту повторения 152-битовых сообщений во время передачи в режиме синхронизированной периодической блинк-посылки. Допустимые значения интервала — каждая 8 блинк-посылка, каждая 64 блинк-посылка, постоянна или отсутствует.

6.5.3.2 Режим блинк-посылки, инициированной событием

К инициированным событиям относится: нажатие клавиши, изменение состояния ползункового переключателя или другие входные сигналы. Блинк-посылки, инициированные событиями, должны быть переданы только после обнаружения соответствующего события. После обнаружения события передатчик системы RTLS должен передать блинк-посылку от 1 до 15 раз в соответствии с установленным режимом работы. Минимальный интервал блинк-посылок составляет 5 с. Блинк-посылки, инициированные событием, могут быть длиной 56, 72 или 152 бита.

В случае если передатчик системы RTLS отключен, то наступление событий не должно повлечь за собой передачу блинк-посылок.

15

6.5.3.2.1    Число блинк-посылок, инициированных событием

Для передатчика системы RTLS число блинк-посылок, инициированных событием, может быть установлено в пределах от 0 до 15 для каждого события.

6.5.3.2.2    Интервал блинк-посылок, инициированных событием

Интервал блинк-посылок, инициированных событием, должен быть больше или равен 5 с.

6.5.3.2.3    Время повторного запуска блинк-посылок, инициированных событием

Время повторного запуска блинк-посылок, инициированных событием, это время, в течение которого игнорируется ввод события, которое было инициировано после последней блинк-посылки. Интервал повторного запуска блинк-посылки должен быть больше или равен 5 с.

6.5.3.3    Режим блинк-посылки возбуждения

Режим блинк-посылки возбуждения позволяет системе изменять частоту следования блинк-посылок передатчика системы RTLS для установления другой частоты следования или для повышения точности позиционирования путем предоставления возможности определения места нахождения относительно возбудителя передатчика системы RTLS.

6.5.3.4    Режим программирования

Режим программирования позволяет перенастраивать параметры работы передатчика системы RTLS, а также включать или выключать его.

7 Необязательные дополнительные радиоинтерфейсы

7.1    Общие положения

Передатчик системы RTLS может работать с устройством программирования и с возбудителем передатчика системы RTLS. В этом случае передатчик системы RTLS должен соответствовать приведенным ниже требованиям.

7.2    Требования к передаче передатчиком системы RTLS сообщений с использованием

модуляции OOK/FSK

Если передатчик системы RTLS поддерживает работу с устройством программирования, то он должен передать устройству программирования ответные сообщения с использованием модуляции OOK/FSK в соответствии с нижеуказанными требованиями.

7.2.1    Описание блинк-посылки сообщения

Передатчик системы RTLS может поддерживать функцию ответа устройству программирования.

Если такая возможность поддерживается передатчиком системы RTLS, то он должен принимать команды, передаваемые по низкочастотной линии связи с использованием модуляции FSK, и передавать ответные сообщения устройству программирования с использованием модуляции OOK/FSK. Устройство программирования может быть использовано для записи и чтения данных о конфигурации, загрузки регистров данных и/или считывания идентификационной информации с передатчика системы RTLS.

В случае поддержки режима программирования/загрузки данных применяются два типа сообщений — длиной 88 битов и 184 бита. 88-битовое сообщение должно включать 24-битовую преамбулу, 8-битовое поле статуса, 32-битовый идентификатор передатчика системы RTLS (метки), 8-битовый символ сигнала подтверждения приема (АСК) и 16-битовую контрольную сумму CRC сообщения. В 184-битовое сообщение добавлено 96 битов данных между АСК и CRC.

Передаваемые данные подлежат дифференциальному кодированию и должны начинаться с логического "0". Частота модуляции FSK должна соответствовать передаваемым закодированным данным: частоту 376,8 кГц представляет логический "0", а частоту 535,5 кГц — логическая "1". Любой битовый период должен быть равен 50,423 мс.

7.2.2    Кодирование сообщений

Логический "0" должен быть представлен в виде 19 тактов с частотой повторения 377 кГц несущего сигнала с частотой 2,44652 ГГц. Логическая "1" должна быть передана в виде 27 тактов с частотой повторения 535 кГц несущего сигнала с частотой 2,44652 ГГц. Процесс кодирования сообщений с модуляцией OOK/FSK приведен на рисунке 7.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 24730-21—2014

Содержание

1    Область применения.....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки.....................................................................................................................................1

3    Термины и определения...............................................................................................................................2

4    Обозначения и сокращения..........................................................................................................................2

5    Общие требования........................................................................................................................................2

5.1    Полоса частот.........................................................................................................................................2

5.2    Атрибуты радиоинтерфейса расширения спектра на частоте 2,4 ГГц..............................................2

5.3    Требования обеспечения соответствия...............................................................................................2

5.4    Идентификатор изготовителя радиочастотной метки.........................................................................2

5.5    Параметры физического уровня...........................................................................................................2

6    Обязательные требования к протоколу радиоинтерфейса.......................................................................7

6.1    Общие положения..................................................................................................................................7

6.2    Введение.................................................................................................................................................7

6.3    Функциональное описание и требования...........................................................................................7

6.4    Излучаемая мощность передатчика системы RTLS.......................................................................12

6.5    Требования к передаче сообщений с использованием модуляции DSSS....................................13

7    Необязательные дополнительные радиоинтерфейсы.............................................................................16

7.1    Общие положения................................................................................................................................16

7.2    Требования к передаче передатчиком системы RTLS сообщений с использованием

модуляции OOK/FSK..........................................................................................................................16

7.3    Требования к передаче устройством программирования сообщений с использованием

модуляции FSK по низкочастотной линии связи.............................................................................18

7.4    Радиоинтерфейс возбудителя передатчика системы RTLS............................................................30

Приложение А (справочное) Определение места нахождения предметов методом трилатерации......32

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам Российской Федерации.........................................................34

Библиография.................................................................................................................................................35

Введение

Комплекс стандартов ИСО/МЭК 24730 (далее ИСО/МЭК 24730) имеет общий заголовок «Информационные технологии. Системы позиционирования в реальном времени (RTLS)» и включает в себя следующие части:

-    Часть 1: Прикладной программный интерфейс (API);

-    Часть 2: Протокол радиоинтерфейса для связи на частоте 2,4 ГГц с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS);

-    Часть 21: Протокол радиоинтерфейса для связи на частоте 2,4 ГГц с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS): Передатчики системы RTLS, работающие с одним расширяющим кодом и использующие кодирование данных DBPSK и схему расширения BPSK;

-    Часть 22: Протокол радиоинтерфейса для связи на частоте 2,4 ГГц с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS): Передатчики системы RTLS, работающие с несколькими кодами расширения спектра и использующие кодирование данных QPSK и схему расширения QPSK со смещением функции Уолша (WOQPSK);

-    Часть 5: Радиоинтерфейс расширения спектра методом линейной частотной модуляции (CSS) для связи на частоте 2,4 ГГц;

-    Часть 6: Протокол радиоинтерфейса для сверхширокополосной связи (LIWB)¹';

-    Часть 61: Протокол радиоинтерфейса для сверхширокополосной связи (UWB) с низкой частотой повторения импульсов;

-    Часть 62: Протокол радиоинтерфейса для сверхширокополосной связи (UWB) с высокой частотой повторения импульсов.

^На момент публикации настоящего стандарта ИСО/МЭК 24730-6 отменен.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Информационные технологии СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ (RTLS)

Часть 21

Протокол радиоинтерфейса для связи на частоте 2,4 ГГц с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS): Передатчики системы RTLS, работающие с одним расширяющим кодом и использующие кодирование данных DBPSK и

схему расширения BPSK

Information technology. Real time locating systems (RTLS).

Part 21. Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) 2,4 GHz air interface protocol: Transmitters operating with a single spread code and employing a DBPSK data encoding and BPSK spreading scheme

Дата введения — 2016—01—01

1    Область применения

ИСО/МЭК 24730-2 состоит из основного документа и двух дополнительных частей и определяет сетевую систему позиционирования, которая предоставляет X-Y координаты и телеметрические данные. Система использует передатчики системы RTLS, которые автономно генерируют радиочастотные сигналы, соответствующие сигналам радиомаяка, с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS). Данные устройства имеют функциональную возможность программирования пользователем, а также могут поддерживать дополнительный режим работы возбудителя передатчика системы RTLS, использование которого позволяет изменять частоту обновления информации о месте нахождения устройства системы RTLS. ИСО/МЭК 24730-2 устанавливает указанные режимы работы, но не описывает их реализацию.

В настоящем стандарте определены передатчики системы RTLS, работающие с одним расширяющим кодом и использующие кодирование данных DBPSK и схему расширения BPSK.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты, которые необходимо учитывать при использовании настоящего стандарта. В случае ссылок на документы, у которых указана дата утверждения, необходимо пользоваться только указанной редакцией. В случае, когда дата утверждения не приведена, следует пользоваться последней редакцией ссылочных документов, включая любые поправки и изменения к ним:

ИСО/МЭК 24730-2:2012, Информационные технологии. Системы позиционирования в реальном времени (RTLS). Часть 2. Протокол радиоинтерфейса для связи на частоте 2,4 ГГц с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS) (ISO/IEC 24730-2:2012, Information technology — Real time locating systems (RTLS) — Part 2: Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) 2,4 GHz air interface protocol)

ИСО/МЭК 24730-22:2012, Информационные технологии. Системы позиционирования в реальном времени (RTLS). Часть 22. Протокол радиоинтерфейса для связи на частоте 2,4 ГГц с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS): Передатчики системы RTLS, работающие с несколькими кодами расширения спектра и использующие кодирование данных QPSK и схему расширения QPSK со смещением функции Уолша (WOQPSK) (ISO/IEC 24730-22:2012,

Издание официальное

Information technology — Real time locating systems (RTLS) — Part 22: Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) 2,4 GHz air interface protocol: Transmitters operating with multiple spread codes and employing a QPSK data encoding and Walsh offset QPSK (WOQPSK) spreading scheme)

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения в соответствии с ИСО/МЭК 24730-2.

4    Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены обозначения и сокращения в соответствии с ИСО/МЭК 24730-2.

5    Общие требования

5.1    Полоса частот

В настоящем стандарте применяется полоса частот в соответствии с ИСО/МЭК 24730-2.

5.2    Атрибуты радиоинтерфейса расширения спектра на частоте 2,4 ГГц

В настоящем стандарте применяются атрибуты радиоинтерфейса расширения спектра на частоте 2,4 ГГц, предусмотренные ИСО/МЭК 24730-2.

5.3    Требования обеспечения соответствия

В настоящем стандарте применяют требования обеспечения соответствия, приведенные в ИСО/МЭК 24730-2.

5.4    Идентификатор изготовителя радиочастотной метки

В настоящем стандарте применяют идентификатор изготовителя радиочастотной метки в соответствии с ИСО/МЭК 24730-2.

5.5    Параметры физического уровня

В настоящем стандарте применяются параметры линии связи, приведенные в таблице 1. Ссылка на данные параметры осуществляется по их наименованиям. Данные рабочие параметры определены для диапазона рабочих температур: от -30 °С до +50 °С.

Дополнительный режим определен для использования на территории Японии. Указанный режим позволяет применять устройства в соответствии с регламентом радиосвязи, действующим на территории Японии, и подлежит использованию в системах, эксплуатация которых предусмотрена в пределах Японии. Параметры линии связи для указанного режима приведены в таблице 2.

В таблицах 3 и 4 установлены параметры линии связи для необязательных дополнительных радиоинтерфейсов, которые могут быть реализованы на практике.

Таблица 1 — Параметры линии связи с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS) передатчика системы RTLS

Наименование параметра Описание Полоса рабочих частот 2400 МГц —2483,50 МГц Точность рабочей частоты ± 25 миллионных долей (ppm), максимум Центральная частота 2441,750 МГц Ширина полосы частот канала 60 МГц

Наименование параметра	Описание
Мощность излучения при передаче	Класс 1:10 дБм ЭИИМ (эквивалентная изотропно-излучаемая мощность) максимальное значение. Класс 2: Максимальное значение в соответствии с национальными нормативными документами
Внеполосное паразитное излучение	Устройство должно соответствовать требованиям по паразитным излучениям, установленным органом регулирования радиочастотного спектра страны, на территории которой оно применяется
Модуляция	BPSK (двоичная фазовая манипуляция) DSSS (расширение спектра методом прямой последовательности)
Кодирование данных	Дифференциальное кодирование
Скорость передачи данных в битах	59,7 кбит/с
Коэффициент ошибочных битов	0,001%
Частота следования элементов сигнала PN	30,521875 МГц ± 25 миллионных долей (ppm)
Длина PN кода	511
Код расширения PN	0x1 СВ
Длина пакета данных	Вариант 1: 56 битов Вариант 2: 72 бита Вариант 3: 88 битов Вариант 4: 152 бита
Полином контроля целостности сообщения циклическим избыточным кодом	G(x) = X12 + X11 + X3 + X2 + X + 1
Первоначальное значение полинома контроля целостности сообщения циклическим избыточным кодом	0x80F
Интервал блинк-посылок	Программируемый, минимальное значение 5с
Рандомизация величины интервала блинк-посылок	Максимальное значение ± 638 мс
Число суб-блинк-посылок	Программируемое, 1-8
Рандомизация величины интервала суб-блинк-посылок	Максимальное значение 125 мс ± 16 мс
Максимальный уход частоты	< ± 2 миллионных долей (ppm) на протяжении передачи всего сообщения
Точность фазы	< 0,50 радиан в пределах любого периода, длительностью 33 МКС
Фазовый шум	о < 15 при интегрировании шума от 100 Гц до 100 кГц

Таблица 2 — Параметры линии связи с использованием расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS) передатчика системы RTLS в режиме, предназначенном для Японии

Наименование параметра Описание Полоса рабочих частот 2400 МГц — 2483,50 МГц Точность рабочей частоты ± 25 миллионных долей (ppm) максимальное значение Центральная частота 2441,750 МГц Ширина полосы частот канала 26 МГц Мощность излучения при передаче Класс 1: ЮдБм ЭИИМ (эквивалентная изотропно-излучаемая мощность) максимальное значение. Класс 2: Максимальное значение в соответствии с национальными нормативными документами Внеполосное паразитное излучение Устройство должно соответствовать требованиям по паразитным излучениям, установленным национальным органоид по управлению и использованию радиочастотного спектра ) в стране, на территории которой оно применяется Модуляция BPSK (двоичная фазовая манипуляция) DSSS (расширение спектра методом прямой последовательности) Кодирование данных Дифференциальное кодирование Скорость передачи данных в битах 59,7 кбит/с Коэффициент ошибочных битов 0,001% Частота следования элементов сигнала PN 15,260938 МГц ± 25 миллионных долей (ppm) Длина PN кода 511 Код расширения PN 0x8D Длина пакета данных Вариант 1: 56 битов Вариант 2: 72 бита Вариант 3: 88 битов Вариант 4: 152 бита Полином контроля целостности сообщения циклическим избыточным кодом G(x) = X12 + X11 + X3 + X2 + X + 1 Наименование параметра Описание Первоначальное значение полинома контроля целостности сообщения циклическим избыточным кодом 0x80F Интервал блинк-посылок Программируемый, минимальное значение 5с Рандомизация величины интервала блинк-посылок Максимальное значение ± 638 мс

¹¹ Соответствующим национальным органом в Российской Федерации является государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ).

Наименование параметра	Описание
Число суб-блинк-посылок	Программируемое, 1-8
Рандомизация величины интервала суб-блинк-посылок	Максимальное значение 125 мс ± 16 мс
Максимальный уход частоты	< ± 2 миллионных долей (ppm) на протяжении передачи всего сообщения
Точность фазы	< 0,50 радиан в пределах любого периода, длительностью 33 МКС
Фазовый шум	<15° при интегрировании шума от 100 Гц до 100 кГц

Таблица 3 — Параметры линии связи с использованием амплитудной модуляции ООК передатчика системы RTLS

Обозначение параметра Наименование параметра Описание О 1а Несущая частота рабочих частот 2400 МГц —2483,5 МГц О 1Ь Точность рабочей частоты ± 25 миллионных долей (ppm), максималь-ное значение О 1с Центральная частота 2441,750 МГц 0 2а Кодирование данных Дифференциальное кодирование О 2Ь Длина пакета данных Вариант 1: 88 битов Вариант 2: 184 бита 0 2с Полином контроля целост-ности сообщения цикличе-ским избыточным кодом G(x) = X16 + X12 + X5 + 1 О 2d Первоначальное значение полинома контроля целостности сообщения циклическим избыточным кодом 0x1021 03 Мощность передатчика системы RTLS Класс 1: 10 дБм ЭИИМ максимальное значение Класс 2: Максимальное значение в соответствии с национальными нормативными документами 04 Внеполосное паразитное излучение В соответствии с национальным законодательством в области радиосвязи 05 Модуляция OOK^/FSK^ , используют 2 тоновых сигнала @ 376,8 кГц/535,5 кГц

On-off keying, разновидность амплитудной манипуляции, бинарный формат модуляции с двумя значениями амплитуды сигнала, соответствующими включенному и выключенному состоянию передатчика системы RTLS.

²⁾ Frequency-shift keying, ЧМ, частотная манипуляция.

Обозначение	Наименование параметра	Описание
параметра
Оба	Логический "0"	19 тактов включений/выключений с частотой 2,44652 ГГц и частотой повторения 377 кГц
О 5Ь	Логическая "1"	27 тактов включений/выключений с частотой 2,44652 ГГц и частотой повторения 535 кГц
Об	Скорость передачи данных	19,83 кбит/с
07	Рабочий цикл	50%
08	Коэффициент ошибочных битов	0,001% максимум

Таблица 4 — Параметры низкочастотной линии связи передатчика системы RTLS

Обозначение Наименование параметра Описание параметра М1 Частота передачи сигналов 114,688 кГц и 126,976 кГц М2 Напряженность поля В зависимости от национальных нормативных документов/требований по применению М3 Скорость передачи в битах 2,048 кбит/с М4 Период передачи символа сигнала 244,14 мс М5 Коэффициент ошибочных битов 0,001% Мб Начало синхронизации 3 периода передачи символа сигнала с частотой 114,688 кГц, далее 3 периода передачи символа сигнала с частотой 126,976 кГц М7 Конец синхронизации 3 периода передачи символа сигнала с частотой 126,976 кГц, далее 3 периода передачи символа сигнала с частотой 114,688 кГц М8 Кодирование бита 0 1 период передачи символа сигнала с частотой 126,976 кГц, далее 1 период передачи символа сигнала с частотой 114,688 кГц М9 Кодирование бита 1 1 период передачи символа сигнала с частотой 114,688 кГц, далее 1 период передачи символа сигнала с частотой 126,976 кГц МЮа Длина пакетов при программировании Вариант 1:10 битов Вариант 2: 48 битов Вариант 3: 64 бита Вариант 4: 68 битов Вариант 5: 144 бита Вариантб: 160 битов