COFDM & RF Moudulation ฉบับย่อ

การมอดูเลตสัญญาณ คือ การผสมสัญญาณข้อมูล (data) ที่มีความถี่ต่ำกว่า เช่น…

การมอดูเลตสัญญาณ คือ การผสมสัญญาณข้อมูล (data) ที่มีความถี่ต่ำกว่า เช่น 10/100 MHz ใส่ลงในสัญญาณ Carrier ที่มีความถี่สูงกว่า เช่น 2.4 GHz โดย ความถี่ของสัญญาณ Carrier เท่านั้นที่ถูกส่งออกไปในอากาศ โดยมีข้อมูลขี่ไปบนสัญญาณ Carrier นั้นๆ

ข้อดี ของการใช้ความถี่สูงเป็น Carrier เพราะ ช่องสัญญาณกว้างกว่า และใช้เสาสัญญาณที่สั้นกว่า (ความถึ่ยิ่งสูงความยาวคลื่นยิ่งสั้น) ฯลฯ

การ MOD แบ่งได้เป็น 3 ประเภท

1.Amplitude Modulation (AM)

2.Frequency Modulation (FM)

3.Phase Modulation (PM)

 

Amplitude Modulation (AM)

Mod สัญญาณ Anolog

Amplitude Shift Keying (ASK)

Mod สัญญาณ Digital

 

Frequency Modulation (FM)

Mod สัญญาณ Anolog

 

Frequency Shift Keying (FSK)

Mod สัญญาณ Digital

 

Phase shift keying (PSK)

Mod สัญญาณ digital ที่สามารถประยุกต์ใช้ในทาง Digital ได้ง่าย จึงเป็นที่นิยมที่สุด

 

Quadratic Phase shift keying (QPSK) (ใช้ใน 802.11b)

ในการ Mod 1 ครั้ง แทนที่จะ ใส่แค่ 0 หรือ 1 เราสามารถ

00, 01 ,10, 11 ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้มากขึ้น 4 เท่า หรือ มากกว่า

 

Amplitude & Phase shift keying (APK)

ถ้าใช้ทั้ง Amplitude และ Phase ก็จะได้ bandwidth มากขึ้นไปอีก

(ในรูปด้านล่างแสดง APK แบบ 8 code 000, 001, … , 111)

 

16-QAM (คือ Amplitude & Quadratic Phase Shift Keying)

ใช้ทั้ง Amplitude และ Phase โดยจะได้ bandwidth มากขึ้นไปถึง

16 code (4 bit = 0000, 0001, … , 1111)

 

64-QAM (คือ Amplitude & Quadratic Phase Shift Keying)

ใช้ทั้ง Amplitude และ Phase โดยจะได้ bandwidth มากขึ้นไปถึง

64 code (6 bit = 000000, 000001, … , 111111)

 

แต่การ Mod แบบนี้ (16,64 QAM) มี ความถี่ ที่ใช้ในการ Mod ชิดกันมาก จึงสามารถเกิด error จาก Noise ได้ง่าย เช่น กรณี Multipath Interference

 

ในปัจจุบัน มีระบบ COFDM ซึ่งสามารถส่งสัญญาณ RF ได้ในลักษณะ

Near Line of sight (NLOS) คือสามารถสะท้อนสัญญาณ โดยใช้ ตึก หรือภูเขาไปเปรียบเสมือน การกระทบชิ่ง ไปยังผู้รับปลายทางได้ แม้เครื่องส่ง และเครื่องรับ จะไม่ได้ติดตั้งแบบ Line of sight

 

COFDM คืออะไร…

FDM (Frequency Division Multiplexing) การมัลติเพล็กความถี่สัญญาณ

โดยปกติ เราจะประยุกต์ใช้ Modulator ชนิดต่างๆ โดยเพิ่มการจัดการด้าน การเลือกใช้ Carrierหลายๆความถี่ (Multi Carrier)

 

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

คือการ Mod ที่ประยุกต์ใช้ Modulator ชนิดต่างๆ โดยใช้Carrier หลายๆความถี่ (Multi Carrier) ที่ไม่สามารถกวนกันเอง (orthogonal frequency)

เช่น การใช้ QPSK ที่ ย่าน 2.4 GHz จำนวน 64 channels (64 Carrier)

แต่ความถี่ที่เลือกใช้ จะถูกปรับไม่ให้เกิดการรบกวนระหว่าง channel หรือ จาก multipath Interference ทำให้ลดปัญหาของ Noise ลงไป (เช่น อาจยอมตัด Channel 2, 4 เพื่อลดการกวน แล้วปรับเลื่อน 3,5… ลงมาใกล้ขึ้น)

 

Orthogonal (สำหรับเรื่องความถี่นั้น ขอแปลง่ายๆ ว่าไม่สามารถกวนกันได้ ซึ่งจริงๆ ในทางคณิตศาสตร์ จะหมายถึงว่า มิติใดๆ ที่ไม่มีความสัมพันธ์กันทางปริมาณ คือถ้าค่าในมิตินึงเพิ่มขึ้น จะต้องไม่ไปเพิ่มในตัวแปรอีกมิตินึง เช่น ค่าในแกนที่ตั้งฉากกัน 90 องศา (เช่น แกนx จะเป็นเท่าไรก็ไม่เกี่ยวกับ ค่าใน แกน) ตัวแปรจริงกับตัวแปรจินตภาพ มิติของเลขจำนวนเฉพาะ เป็นต้น)

เช่น คลื่น Red, Green, Blue เป็นแม่สี (เป็น orthogonal)

Green(i) + Blue(j) ส่งไปพร้อมกัน ผู้รับจะได้ข้อมูลเป็น Yellow(k)

และสามารถแปลงกลับได้เป็น Green(i) + Blue(j) อย่างถูกต้อง

เพราะทั้งสองเป็นแม่สี และสามารถรู้ได้ว่า ผสมสีสัดส่วนเท่าใด จึงจะได้ Yellow(k)

ส่วน กรณี Non-Orthogonal

เช่น คลื่น ช่วง Red, Purple, Blue (ไม่เป็น orthogonal)

เมื่อต้นทางส่ง Red(i) + Blue(j) ออกไป

ผู้รับจะได้เป็น Purple(k) ซึ่งจะเกิดความสับสนว่าที่ส่งมา เป็น Red(i)+Blue(j) หรือ Purple(k) กันแน่

COFDM (Coded-OFDM)

คือ OFDM ที่มีการส่งสัญญาณตรวจสอบ ERROR (Forward Correction Coding) เพิ่มไปด้วย ทำให้ข้อมูลมีความถูกต้องมากขึ้น

การตรวจสอบ Error ใน COFDM จะใช้วิธี Convolution บิตของdata ที่ส่งในก้อนนั้นๆ (Convolution คือ การ Integrate แบบ discrete time) ตาม วิธี Viterbi algorithm เพื่อตรวจสอบความถูกต้อง และปรับแก้ข้อมูลให้ถูกต้อง

ถ้านึกไม่ออก ก็ให้คิดว่า คล้ายๆ กับ การใส่ Summing Bit (odd,even) เพื่อ ตรวจสอบ error ในการส่งข้อมูล แบบ RS-232 แต่ ทำทุุก 3bits ครับ

 

[โปรดติดตามตอนต่อไป]

Under Vehicle Scanning (UVSS) - ระบบตรวจใต้ท้องรถอัตโนมัติ

ระบบตรวจใต้ท้องรถอัตโนมัติ

Under Vehicle Scanning (UVSS)

ระบบ UVSS

คือระบบตรวจใต้ท้องรถ โดยสามารถเปรียบเทียบ ภาพถ่ายใต้ท้องรถ และภาพถ่ายของคนขับรถ หากมีข้อแตกต่าง จะทำการแจ้งเตือนไปยังผู้รักษาความปลอดภัย ผ่านทางระบบเนตเวิร์คคอมพิวเตอร์

…

ขั้นตอนการทำงานของระบบ UVSS

1. ระบบจะทำการบันทึกข้อมูลภาพถ่ายรถ และผู้ขับขี่ เข้าสู่ฐานข้อมูลก่อน โดยข้อมูลที่บันทึกจะถูกใช้ เป็นต้นฉบับสำหรับเปรียบเทียบสำหรับการตรวจใต้ท้องรถอัตโนมัติคราวต่อไป

2. โดยในการทำงานปกติระบบจะเริ่มต้นโดย อ่านค่าทะเบียนรถ จากกล้องวีดีโอซึ่งออกแบบมาเพื่อให้อ่านได้ทุกสภาพแสง ทั้งขณะเวลากลางคืน และขณะมีแสงสว่างมากเช่นแสงอาทิตย์สะท้อนจากทะเบียน โดยค่าทะเบียนรถนั้นจะถูกนำไปใช้เป็นคีย์ ในการดึงข้อมูลจากฐานข้อมูล

3. หากระบบตรวจไม่พบข้อมูลของรถดังกล่าว หมายความว่ารถคันดังกล่าวไม่เคยผ่านเข้ามายังสถานที่มาก่อน ให้ย้อนกลับไปยังขั้นตอนแรก คือให้บันทึกข้อมูลเป็นข้อมูลต้นฉบับ

4. หากระบบตรวจเจอข้อมูล จะทำการเปรียบเทียบภาพถ่ายใต้ท้องรถ ในจุดที่มีความผิดปกติ จะทำการ high light

5. และจะทำการเปรียบเทียบภาพถ่ายผู้ขับขี่ โดยระบบตรวจสอบใบหน้า หรือ Driver Image Comparison System (DICS) ถ้ามีความผิดปกติเกิดขึ้น จะแจ้งเตือนไปยังศูนย์รักษาความปลอดภัย ระบบiVAC สามารถ เพิ่มเติม options ในส่วนของ การ identify ผู้ขับขี่ ที่มีความแม่นยำสูงขึ้นได้ เช่น ระบบตรวจสอบ ลายมือ หรือ ลายนิ้วมือได้

6. หากไม่มีความผิดปกติเกิดขึ้น รถคันดังกล่าวก็สามารถผ่านไปได้

สำหรับการอินทิเกรตระบบ

1. สามารถเพิ่มระบบ License Plate Recognition สามารถตรวจสอบภาษาไทยได้

และ ใช้ระบบ Dual Camera Configuration ซึ่งจะมีวิธีการวางกล้องสองตำแหน่งเพื่อช่วยในการ เก็บภาพ ทะเบียนให้ชัดเจนที่สุด จากผลงานที่ผ่านมา สามารถ อ่านค่าทะเบียนได้ทุกสภาพแสง และทำให้ประสิทธิภาพสูงขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

1. ระบบกล้อง Undercarriage Scanning สามารถทำงานได้ดีกว่าระบบ Line Scan

การใช้วิธีเก็บภาพจาก กล้อง high speed digital area camera ถ่ายภาพผ่านกระจกหักเหแสง ที่มุม 45 องศา สามารถเก็บภาพที่ความเร็วเท่ากับ 200 frames per Second ซึ่งจะปรับและประกอบภาพถ่าย หลายๆ short เข้าด้วยกัน ได้อย่างถูกต้องตามสัดส่วน สามารถเก็บภาพรถขณะวิ่ง ตั้งแต่ 0 – 40 Km/Hr มีทั้งชนิด ติดตั้งถาวร และชั่วคราว

1. สามารถ Zoom ภาพเฉพาะส่วนโดยการคลิกที่หน้าจอ Touch Screen LCD ได้ จึงทำให้พนักงานรักษาความปลอดภัย สามารถทำงานได้สะดวกยิ่งขึ้น
2. มีระบบ Driver Verification และสามารถเพิ่มฟังก์ชั่นการทำงานระดับสูงได้ เช่นสามารถติดตั้งระบบตรวจสอบลายนิ้วมือ ระบบตรวจสอบอุณหภูมิหรือ Thermal Viewer ระบบตรวจจับวัตถุระเบิด หรือยาเสพติดได้
3. สามารถใช้ร่วมกับ Physical Barrier ชนิดต่างๆได้

1. มีความสามารถในการเชื่อมต่อ Network ทำให้ระบบรักษาความปลอดภัยมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ภาพจากระบบของ Stratech (ใช้กล้อง CCD จับภาพและทำ image processing โดยใช้หลักการต่อภาพคล้ายๆ panorama algorithm)

From my experience, this is the best system on market!!

ภาพจากระบบที่ใช้ Line Scan Camera (คุณภาพด้อยกว่า)

Figure 1 กรณีขับเร็ว

Figure 2 ด้านหน้าของพาหะสามารถดูรู้เรื่อง (ด้านซ้ายมือ) แต่เพมื่อรถขับช้าลง ภาพจะถูกยืดออก จนดูไม่รู้เรื่อง

Figure 3 หากพาหนะมีการจอดนิ่ง ภาพจะดูไม่ชัด

สรุป

จากประสพการณ์ ระบบนี้จะเหมาะกับสถานที่ๆ มีความสำคัญและมีรถผ่านเข้าออกอย่างจำกัด เช่น รันเวย์ที่อนุญาตให้รถของสนามบินวิ่งบริการเท่านั้น สถานที่ราชการที่เป็นพื้นที่หวงห้าม โกดังหรือSiloที่เก็บของมีมูลค่าสูง เป็นต้น เนื่องจากรถที่ผ่านเข้าออกจะมีการทำการรีจิสเตอร์เข้าระบบไม่บ่อย ส่วนสถานที่ที่มี Visitor ผ่านบ่อยๆ การรีจิสเตอร์รถที่ประตูทางเข้าอาจจะไม่สะดวก และทำให้ระบบไม่มีประสิทธิภาพเท่าที่ควร ในกรณีนี้ การเสนอให้ใช้กระจกส่องใต้ท้องรถ หรือการติดตั้งกล้อง CCTV ถ่ายใต้ท้องรถ อาจเหมาะสมกว่า

อ้างอิง

www.stratechsystems.com

Bailey Bridge by Antz!!

"จะถึงแล้วพวก ส่งมือมา..."

แอบมองขบวนมด กำลังพยายามสร้างสะพาน

Opening Day - Interactive e-learning Project in Thailand

We have setup the first interactive teleconference system for 7 schools around Thailand under project of The Office of the Basic Education commission (http://www.obec.go.th/new/), Ministry of Education, Thailand. Promethean "ActivBoard" and Sony Teleconference system create a interactive multi-sites class by single teacher perfectly!!