送信ダイバーシティ
送信ダイバーシティ
WiFiやLTE/5G等に広く利用されている送信ダイバーシティ技術を概説する。
参考論文
CSD/CDD (Cyclic Shift Diversity, Cyclic Delay Diversity )
CSD/CDDは、1受信/n送信の場合に効果があるダイバーシティである。
原理として、送信アンテナそれぞれに対して任意の遅延を加える事により受信側で同位相合成する事で受信SNを向上する手法となる。
但し、チャネルが既知である事が前提となるため、TDD等の時分割復信において受信側からの信号から推定したチャネル情報を利用し、各送信アンテナへ重みをかけて送信する必要がある。WiFiやTD-LTEで利用されている方式となる。
尚、遅延量はシンボル間干渉を起さない程度の遅延とする必要がある。
Alamouti STBC
STBCは http://www.radio3.ee.uec.ac.jp/D_ronbun/sasaki@.pdf 3.3に詳しい。
参考
- 送信ダイバーシティはCDD(Cyclic Delay Diversity,=Cyclic Shift Diversity )が2000年に特許出願され11aと11gに導入され、次いでSTBCが11nに導入された。
- 過度の符号間干渉（ISI）を引き起こさないように、ガードインターバル（GI）の制限内に収まるように選択される。
STBC
M5StackとSIM7080GでHTTP通信
ATコマンドで通信
LTE CAT-M接続とPing
SIMCOM社のSIM7080Gでさくらセキュアモバイルの通信テスト | Next Step SIM7080G Cat-M/NB-IoT HAT - Waveshare Wiki
の記事を参考とさせて頂きました。
MQTT通信
次回記載します。
TCPとHTTP通信
TCP通信のATコマンドは TCP/IP testing with Simcom SIM7070/SIM7080 Modules | M2MSupport.net のソースを参考とした。
大まかに下記を行う。
HTTP通信を行うATコマンドを記載しておく。
直接HTTP通信
M5Stack UnitCatM を Seeeduino XIAO で制御 - IoT - HomeMadeGarbage 様が参考になります。
ATコマンド一覧
AT+CPSI Inquiring UE System Information
+CPSI: Systemmode,OperationMode,MCC-MNC,TAC,SCellID,PCellID,FrequencyBand,earfcn,dlbw,ulbw,RSRQ,RSRP,RSSI,RSSNR //一例 +CPSI: LTE CAT-M1,Online,440-10,0x9000,152121616,78,EUTRAN-BAND1,276,4,4,-15,-109,-80,10
Power Saving Mode
マシンコム端末向けに消費電力を低減する技術としてPSM（Power Saving Mode）がRelease 12仕様で策定された。PSMは、間欠受信を行わず、無線の機能をほぼOFFにすることで消費電力を大幅に削減できる。一方で、端末向けの着信は周期的に行われる位置登録の契機（通常54分）でしか行えないという課題があった。そこで、着信間隔を短くすることも実現する技術として、待受け中の間欠受信周期を既存の最大2.56秒よりさらに大きくし、最大43分の間欠受信周期を設定できるextended DRX（Discontinuous Reception）※10が策定された。 3.1 新サービス創造のための新技術 | 企業情報 | NTTドコモ
間欠受信はAT+CPSMS (Power Saving Mode Setting) で行える。 詳しい設定方法は次回調査する。
Extender DRX
無線品質
低SNR
RSRP-99dBmだが、SNRが4dB(12*2 - 20)とかなり低い。 環境雑音が高い、またはモジュールの内部雑音が高いせいか？ 後者だと問題。
+CPSI: LTE CAT-M1,Online,440-10,0x176F,43981314,152,EUTRAN-BAND1,276,4,4,-10,-99,-75,12
M5Stack Howto
UiFLOW
micropython modules
UiFLOWを書き込んだM5StickCの画面からuser appモードにして、シリアルからhelp('modules') を実行。
M5StickC
>>> help('modules')
IoTcloud/AWS hats/_servos math units/_dds
IoTcloud/Ali hats/_speaker max30100 units/_dual_button
IoTcloud/Azure hats/_tof menu/__init__ units/_earth
IoTcloud/Tencent hats/_yun menu/app units/_env
IoTcloud/__init__ hmac menu/cloud units/_env2
IoTcloud/blynk i2c_bus menu/setup units/_env3
MediaTrans/TimerCam inisetup menu/startup units/_ext_io
MediaTrans/__init__ libs/__init__ menu/wifi units/_fader
MicroWebSrv/__init__ libs/bmm150 micropython units/_fan
MicroWebSrv/microWebSocket libs/bmp280 neopixel units/_finger
MicroWebSrv/microWebSrv libs/config network units/_gesture
MicroWebSrv/microWebTemplate libs/dht12 ntptime units/_gps
ThirdParty/myCobot/myCobotPro libs/easyIO ntptime units/_hall
__main__ libs/echo simpleOTA units/_heart
_boot libs/emoji sys units/_imu6886
_flow libs/imu uarray units/_ir
_onewire libs/ir/ir_rx/__init__ ubinascii units/_joystick
_thread libs/ir/ir_rx/nec ucollections units/_laserrx
_uasyncio libs/ir/ir_rx/print_error ucryptolib units/_lasertx
_webrepl libs/ir/ir_tx/__init__ uctypes units/_lcd
apa106 libs/ir/ir_tx/nec uerrno units/_light
base64 libs/m5mqtt uhashlib units/_makey
btree libs/microcoapy/__init__ uhashlib units/_mqtt_eth
builtins libs/microcoapy/coap_macros uheapq units/_ncir
cmath libs/microcoapy/coap_option uiflow units/_oled
collections/__init__ libs/microcoapy/coap_packet uio units/_op
collections/defaultdict libs/microcoapy/coap_reader ujson units/_pahub
collections/deque libs/microcoapy/coap_writer umqtt/__init__ units/_pbhub
deviceCfg libs/microcoapy/microcoapy umqtt/robust units/_pir
display libs/mlx90640 umqtt/simple units/_relay
esp libs/modbus/__init__ unit units/_relay4
esp32 libs/modbus/master/__init__ units/VFunction/__init__ units/_rfid
espnow libs/modbus/master/uModBusConst units/VFunction/_apriltag_code units/_rgb
flashbdev libs/modbus/master/uModBusFunctions units/VFunction/_bar_code units/_rgb_multi
flow/__init__ libs/modbus/master/uModBusSerial units/VFunction/_color_track units/_rotary_encoder
flow/adaptation libs/modbus/master/uModBusTCP units/VFunction/_dm_code units/_servo
flow/ezdata libs/modbus/slave/__init__ units/VFunction/_face_detect units/_thermal
flow/flowDeinit libs/modbus/slave/exceptions units/VFunction/_jpeg_transfer units/_tof
flow/m5cloud libs/modbus/slave/functions units/VFunction/_line_tracker units/_tracker
flow/m5ucloud libs/modbus/slave/redundancy_check units/VFunction/_motion units/_tvoc
flow/protocol libs/modbus/slave/route units/VFunction/_qr_code units/_uhf_rfid
framebuf libs/modbus/slave/rtu units/VFunction/_tag_reader units/_ultrasonic
gc libs/modbus/slave/utils units/VFunction/_target_track units/_uwb
hardware/__init__ libs/mstate units/VFunction/_v2_code_detector units/_v_function
hardware/_led libs/numbers units/VFunction/_v2_color_tracker units/_vibrator
hardware/axp192 libs/nvs units/VFunction/_v2_face_detector units/_vmeter
hardware/bm8563 libs/paj7620u2 units/VFunction/_v2_face_recognition units/_watering
hardware/button libs/pca9685 units/VFunction/_v2_lane_line_tracker units/_weight
hardware/mpu6050 libs/pid units/VFunction/_v2_motion_tracker uos
hardware/sh200q libs/power units/VFunction/_v2_object_recognition urandom
hardware/speaker libs/qmp6988 units/VFunction/_v2_online_classifier ure
hat libs/servo units/VFunction/_v2_shape_detector urllib/parse
hats/_RS485 libs/sh1107 units/VFunction/_v2_target_tracker urllib/urequest
hats/_adc libs/sh200q units/_ID uselect
hats/_beetlec libs/sht30 units/_IR_NEC usocket
hats/_bugc libs/simcom/__init__ units/_ISORS485 ussl
hats/_cardKB libs/simcom/common units/_LoRaWAN ustruct
hats/_dac libs/simcom/gps units/_NBIoT utils
hats/_env libs/simcom/gsm units/_RS485 utime
hats/_env2 libs/simcom/lte units/_RTC8563 utimeq
hats/_env3 libs/simcom/nb units/_accel uwebsocket
hats/_finger libs/speak units/_acsocket uzlib
hats/_joyC libs/timeSchedule units/_adc vl53l0x
hats/_joystick libs/time_ex units/_ameter warnings
hats/_ncir libs/urequests units/_angle wav/chunk
hats/_pir libs/vl53l0x units/_bps wav/wav_player
hats/_powerc m5stack units/_button wav/wave
hats/_puppy m5uart units/_cardKB wifiCfg
hats/_roverc m5ui units/_color wifiWebCfg
hats/_servo machine units/_dac
M5Tough
>>> help('modules')
IoTcloud/AWS inisetup micropython units/_ameter
IoTcloud/Ali libs/__init__ module units/_angle
IoTcloud/Azure libs/bmm150 modules/_baseX units/_bps
IoTcloud/Tencent libs/bmp280 modules/_cellular units/_button
IoTcloud/__init__ libs/config modules/_goPlus units/_cardKB
IoTcloud/blynk libs/dht12 modules/_goPlus2 units/_color
MediaTrans/AudioPlay libs/easyIO modules/_gps units/_dac
MediaTrans/MicRecord libs/echo modules/_grbl units/_dds
MediaTrans/TimerCam libs/emoji modules/_lego units/_dual_button
MediaTrans/__init__ libs/imu modules/_legoBoard units/_earth
MicroWebSrv/__init__ libs/ir/ir_rx/__init__ modules/_lidarBot units/_env
MicroWebSrv/microWebSocket libs/ir/ir_rx/nec modules/_lorawan_network units/_env2
MicroWebSrv/microWebSrv libs/ir/ir_rx/print_error modules/_lorawan_p2p units/_env3
MicroWebSrv/microWebTemplate libs/ir/ir_tx/__init__ modules/_m5bala units/_ext_io
__main__ libs/ir/ir_tx/nec modules/_plus units/_fader
_boot libs/m5mqtt modules/_pm25 units/_fan
_flow libs/microcoapy/__init__ modules/_rotaryencoder units/_finger
_onewire libs/microcoapy/coap_macros modules/_servo units/_gesture
_thread libs/microcoapy/coap_option modules/_servo2 units/_gps
_uasyncio libs/microcoapy/coap_packet modules/_stepMotor units/_hall
_webrepl libs/microcoapy/coap_reader modules/_stepMotorDriver units/_heart
apa106 libs/microcoapy/coap_writer neopixel units/_imu6886
base64 libs/microcoapy/microcoapy network units/_ir
ble/Blynk/BlynkLib libs/mlx90640 ntptime units/_joystick
ble/Blynk/__init__ libs/modbus/__init__ ntptime units/_laserrx
ble/Blynk/blynkBLE libs/modbus/master/__init__ rtch units/_lasertx
ble/__init__ libs/modbus/master/uModBusConst simpleOTA units/_lcd
ble/ble_advertising libs/modbus/master/uModBusFunctions sys units/_light
ble/ble_uart libs/modbus/master/uModBusSerial uarray units/_makey
ble/blynk libs/modbus/master/uModBusTCP ubinascii units/_mqtt_eth
btree libs/modbus/slave/__init__ ubluetooth units/_ncir
builtins libs/modbus/slave/exceptions ucollections units/_oled
cmath libs/modbus/slave/functions ucryptolib units/_op
collections/__init__ libs/modbus/slave/redundancy_check uctypes units/_pahub
collections/defaultdict libs/modbus/slave/route uerrno units/_pbhub
collections/deque libs/modbus/slave/rtu uhashlib units/_pir
comx/LoRaWAN libs/modbus/slave/utils uhashlib units/_relay
comx/__init__ libs/mpu6050 uheapq units/_relay4
comx/lte libs/mstate uiflow units/_rfid
comx/nbiot libs/numbers uio units/_rgb
comx/sim7600 libs/nvs ujson units/_rgb_multi
comx/sim7600c1 libs/paj7620u2 umqtt/__init__ units/_rotary_encoder
comx/simcom_common libs/pca9685 umqtt/robust units/_servo
deviceCfg libs/pid umqtt/simple units/_thermal
display libs/qmp6988 unit units/_tof
esp libs/servo units/VFunction/__init__ units/_tracker
esp32 libs/sh1107 units/VFunction/_apriltag_code units/_tvoc
espidf libs/sh200q units/VFunction/_bar_code units/_uhf_rfid
espnow libs/sht30 units/VFunction/_color_track units/_ultrasonic
face libs/simcom/__init__ units/VFunction/_dm_code units/_uwb
faces/_calc libs/simcom/common units/VFunction/_face_detect units/_v_function
faces/_encode libs/simcom/gps units/VFunction/_jpeg_transfer units/_vibrator
faces/_finger libs/simcom/gsm units/VFunction/_line_tracker units/_vmeter
faces/_gameboy libs/simcom/lte units/VFunction/_motion units/_watering
faces/_joystick libs/simcom/nb units/VFunction/_qr_code units/_weight
faces/_keyboard libs/timeSchedule units/VFunction/_tag_reader uos
faces/_rfid libs/time_ex units/VFunction/_target_track urandom
flashbdev libs/timezone units/VFunction/_v2_code_detector ure
flow/__init__ libs/urequests units/VFunction/_v2_color_tracker urllib/parse
flow/adaptation libs/vl53l0x units/VFunction/_v2_face_detector urllib/urequest
flow/ezdata lodepng units/VFunction/_v2_face_recognition uselect
flow/flowDeinit lvesp32 units/VFunction/_v2_lane_line_tracker usocket
flow/m5cloud lvgl units/VFunction/_v2_motion_tracker ussl
flow/m5ucloud m5stack units/VFunction/_v2_object_recognition ustruct
flow/protocol m5stack_ui units/VFunction/_v2_online_classifier utils
framebuf m5uart units/VFunction/_v2_shape_detector utime
fs_driver m5ui units/VFunction/_v2_target_tracker utimeq
gc machine units/_ID uwebsocket
hardware/__init__ math units/_IR_NEC uzlib
hardware/axp192 max30100 units/_ISORS485 warnings
hardware/bm8563 menu/__init__ units/_LoRaWAN wav/chunk
hardware/button menu/app units/_NBIoT wav/wav_player
hardware/microphone menu/cloud units/_RS485 wav/wave
hardware/speaker menu/setup units/_RTC8563 wifiCfg
hmac menu/startup units/_accel wifiWebCfg
i2c_bus menu/ucloud units/_acsocket
imagetools menu/wifi units/_adc
SIM7080GのAPN設定
更新日 2011/11/13
概要
M5Stack社のCAT-Mモジュール「SIM 7080G」を購入したのでAPN設定を行い、UI FLOWからHTTP通信できるか確認する。 結果、APN設定はできたが、UIFLOWのUnitではHTTP通信できない。 UiFLOWでCAT-M Unitが実装されていないため
試験系
SIM7080G --- USBシリアル変換 --- PC
条件
APN：iijmio
主要設定
AT+CGDCONT=1,"IP","iijmio.jp" AT+CNCFG=1,1,"iijmio.jp","mio@iij","iij",3 AT+COPS=1,2,"44010" AT+CGAUTH=1,3,"iij","mio@iij" AT+SNPING4="google.com",3,16,1000 AT+CNACT=0,1 //3行目以降は不要？
所感
CAT-M Unitが実装されるとHTTPもできるか？ とりあえずMQTTかCoAPサーバーを立てて通信してみたい。
CoAPはRFC 7252で上がっている、UDPを使ったM2M向けのプロトコルです。マイコンのような低消費電力、ROM/RAMの容量をターゲットにしています。 IoT向けプロトコル(？)〜MQTT/CoAP / 開発者向けブログ・イベント | GMO Developers
参考
https://qiita.com/kaz19610303/items/83f2b722fc1264888fab https://qiita.com/kkkrikurikun/items/de29f383c886ab39234e https://www.iijmio.jp/hdd/guide/apn.html https://homemadegarbage.com/catm04 https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/resource/docs/datasheet/unit/sim7080g/en/SIM7070_SIM7080_SIM7090%20Series_AT%20Command%20Manual_V1.04.pdf
プロセス間通信
概要
PythonのSignal Handlerを調べているとInter thread communicationという単語が気になった。
Inter thread communicationはスレッド間通信であり、WikiPediaを見る限りプロセス間通信 - Wikipediaと同じだ。
WikiPediaのIPC(Inter Process Communication)の一覧を示す。
シグナルもプロセス間通信に該当する。使う場合は「非同期シグナル安全」な関数を利用する、それ以外では排他処理する必要がある。
UiFLOWのmicroWebSrvでWebAPI作成
概要
UiFLOWのmicroPythonにてM5StickC上にWebAPIを実装し、遠隔からサーボモータをコントールする。
動作の様子
UiFLOWでhttp getでサーボモータ動かす仕組み作ってた。これでWale On Lanの無いサーバーの遠隔電源ON/OFFする…。 pic.twitter.com/Nro2VyLjS8
— kenji (@uecken) October 7, 2021
コード
from m5stack import * from m5ui import * from uiflow import * from MicroWebSrv.microWebSrv import MicroWebSrv import wifiCfg import ubinascii wifiCfg.autoConnect(lcdShow = False) ip = wifiCfg.wlan_sta.ifconfig() label0 = M5TextBox(10, 25, ip[0], lcd.FONT_Default, 0xFFFFFF, rotate=0) import hat hat_servo_0 = hat.get(hat.SERVO) @MicroWebSrv.route('/set0deg') def handlerFuncGet(httpClient, httpResponse) : print("In GET-TEST HTTP set0deg") hat_servo_0.write_angle(0) @MicroWebSrv.route('/set90deg') def handlerFuncGet(httpClient, httpResponse) : print("In GET-TEST HTTP set90deg") hat_servo_0.write_angle(90) ''' @MicroWebSrv.route('/post-test', 'POST') def handlerFuncPost(httpClient, httpResponse) : print("In POST-TEST HTTP") hat_servo_0.write_angle(90) ''' mws = MicroWebSrv() # TCP port 80 and files in /flash/www mws.Start(threaded=True) # Starts server in a new thread def buttonA_wasPressed(): # global params hat_servo_0.write_angle(0) pass btnA.wasPressed(buttonA_wasPressed) def buttonB_wasPressed(): # global params hat_servo_0.write_angle(90) pass btnB.wasPressed(buttonB_wasPressed)
参考
詰まったところ
- USB接続でM5C単体の5Vピンからサーボモータの電源を取ると、電流不足のためかリセットを繰り返してしまった。
- M5Stack社製の白い18650Cのリチウムバッテリーから電源を取ると動作したため、一先ずこれにした。
- 同じ理由のためかM5 Atomでも動作しなかった。今度tailバッテリーを付けてみて試したい。
所感
遠隔電源ON/OFFできない機器はこれを使うのが良い・・・？
