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上周硬學鍊接：硬學|如何将通道中各部件的S參數歸一化成統一的通道S參數？

上周硬學問題答案，感謝湘人的分享與互動：

問題：

通道中組成部件的S參數是否可以直接做矩陣乘積運算得到最終通道的統一S參數？

回答：

不能，需要先将各部件的S參數轉換成T矩陣，再做矩陣乘積運算，最後将得到的T矩陣反運算轉換成S參數。

本周公開課

低功耗之ANT無線通訊

在2.4GHz非授權頻段上，目前已經雲集了藍牙、WIFI、Zigbee等多個标準無線協議。藍牙、WIFI和ZigBee協議複雜，開發難度大，周期長等。基于此，本周介紹一種全新的非标準無線射頻協議ANT，與藍牙等相比，ANT協議簡單，軟件開發更簡單、功耗低、成本低。

ANT是一個針對極低功耗資源高度優化的無線通信協議,它當前較多應用于運動領域。

ANT協議棧采用OSI分層結構,包括物理層、數據鍊路層、網絡/傳輸層和應用層，網絡/傳輸層以下由ANT實現,以上由用戶自己定義.另外,網絡/傳輸層本身還集成了低層次的安全協議,用戶可以根據自己的需要定義更高層次的安全應用。

ANT協議支持的網絡拓撲結構如下圖所示，ANT能靈活支持多種組網拓撲結構，既可以支持點對點組網方式，也可以支持點對多點或者多點對多點的複雜拓撲結構。.ANT協議支持的拓撲結構非常靈活。

ANT協議支持2種信道類型,分别是獨立信道和共享信道。獨立信道就是指1條信道隻包含1個主節點和1個從節點。共享信道支持1個ANT節點接收并處理來自多個節點的數據。

ANT節點實現通信之前,必須對信道參數進行配置.這些參數包括網絡号、射頻頻率、信道ID、信道類型和信道周期。其中信道ID是信道參數中最複雜也最靈活的一個,由3部分組成:生産商ID、設備類型和設備号. 主從節點要求網絡号、射頻頻率和信道周期3個參數設置完全一緻,信道類型參數的設置必須一一對應,例如雙向發送信道對應雙向接收信道。至于信道ID參數,則應是從節點遵循主節點的設置。

節點配對

ANT協議中,将欲通信的節點之間建立連接的過程稱為節點的配對過程。為了保證在多個節點共存的情況下不發生錯配,ANT協議提供了2個層次的配對制,即信道ID和配對比特。

對于信道ID,隻有擁有相同的或是相兼容的信道ID的節點才允許配對。由于信道的主節點負責設置信道ID,因此從節點需要知曉部分或全部的信道ID,才能與主節點順利配對。

對于配對比特,信道ID參數中設備類型字段的最高比特位規定為ANT的配對比特.當從節點對僅知曉部分信道ID參數時,該比特的設置才對配對結果有影響。ANT協議規定,具有兼容的信道ID參數且配對比特的設置也相同的節點才能實現配對。

ANT和BLE之間的對比非常有趣。ANT将BLE視為競争對手，但BLE并不把ANT視為競争對手。ANT對BLE的單方面偏執源于這樣一個事實：BLE瞄準的幾乎是ANT的整個市場。

ANT和BLE在空中數據速率、應用吞吐量、通信距離(50-100米)等關鍵規格上不相上下，但BLE在實際行業普及率方面完勝ANT。BLE和ANT自身而言隻是協議。它們真正的成功取決于各自的行業普及率。行業普及率取決于願意設計和生産支持某個協議的芯片廠商的數量、原生支持該協議的主設備的數量以及願意下注該技術的從設備廠商的數量。

ANT協議的低功耗芯片，可以實現及完成ZigBee的大多數應用場景，并具有更低的功耗更快捷的開發應用周期，無需為協議付費等優點。

迄今為止，僅有三家廠商供應ANT 芯片：DynastreamInnovation、Nordic Semiconductor和德州儀器。而在BLE方面，Broadcom、Freescale、賽普拉斯、Microchip、Bluegiga、StMicro、Dialog Semiconductor以及其它衆多廠商(包括德州儀器和Nordic)均計劃生産和正在生産BLE芯片。事實上， 德州儀器和Nordic是僅有的兩家能夠提供基于ANT的芯片、基于BLE的芯片以及同時支持這兩種技術的芯片的廠商。

1、便利性

體現在2個方面:

一方面,從協議的結構上來說,ANT提供了一種可以輕松操作的OSI分層結構,集成了低層次的安全協議,更高層次的安全應用可以由用戶根據自己的需要靈活定義;

另一方面,ANT提供的對外接口也充分考慮了使用上的簡單方便.硬件上,集成ANT協議的各種芯片或模塊與主機之間采用簡單的串口連接,并可靈活選擇同步或異步工作方式;軟件上,為使用戶能夠輕 松、快捷的完成系統的開發,介于ANT協議和主機應用程序之間的接口已經最大可能的簡化。

2、靈活性

ANT支持單向或雙向的無線通信.無線信道采用TDMA方式,數據的傳輸可以是一種确定的方式或者是Adhoc的方式.它自适應頻道自動調整,支持廣播、應答及突發3種數據傳輸模式.這3種數據類型各有優缺點,分别适合于不同的應用,可以根據實際需用靈活選用.

3、可靠性

可靠性是通信最基本的要求,為了達到這一基本要求,ANT對用戶提供了透明的16比特CRC校驗,保證數據的正确性。另外,由于ANT協議本身集成了低層次的安全協議,所以除了通過信道的各種配置參數實現對網絡的分割與節點入網的控制外,還可有效的保證數據的安全性并避免串話。

您使用ANT了嗎？

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