Metodo Mini Scale

Come già anticipato, in alternativa al metodo large-scale può essere impiegato il metodo

mini-scale, su cui vale la pena spendere qualche parola. Esso si basa sull’utilizzo di una

distanza tra il tag e l’antenna del reader ridotta, così da poter effettuare le misure in un ambiente di dimensione ridotta, sia esso una camera anecoica o un sito aperto. Il metodo

mini-scale si basa su una configurazione dei componenti in cui:

• la distanza tra il tag e l’antenna del reader è mantenuta fissa; • la potenza trasmessa viene variata.

In Figura3.4è rappresentato il sistema mini-scale. Il tag viene posizionato ad una distan- za dall’antenna pari a d′ mantenuta fissa durante l’intero set di misure. Il “tag virtuale”, visibile sulla destra, risulta posto alla distanza dT OT= d′+ d′′dall’antenna, e rappresenta

il tag alla sua distanza equivalente. La variazione di potenza trasmessa determina una variazione di d′′spostando virtualmente la posizione del tag.

Figura 3.4: Rappresentazione del sistema di misura mini-scale.

Rispetto al metodo large-scale, l’implementazione di questo metodo richiede in più l’utilizzo di un attenuatore variabile, che viene collegato tra la porta di uscita RF del

reader e l’antenna, come rappresentato in Figura3.5.

Figura 3.5: Sistema mini-scale. Attenuatore collegato in uscita alla porta RF.

L’attenuazione PAT T introdotta dall’attenuatore variabile, permette di simulare la ri-

duzione del segnale relativa al percorso d′′. Per tradurre tale diminuzione di segnale in termini di distanza, si considera la relazione che lega la distanza e la perdita di potenza in spazio libero. Per quanto riguarda la perdita di potenza relativa al percorso d′ si può scrivere: PPAT H= 20Log  4πd′ λ  [dB]

La somma delle perdite di potenza dovute alla distanza effettiva d′e all’attenuatore è pari a:

PT OT = PPAT H+ PAT T

Usando la relazione inversa su PT OT si può calcolare la distanza totale simulata:

in laboratorio sono state effettuate alcune misure in mini-scale utilizzando degli attenua- tori fissi da 4 dB, 11 dB, 15 dB, 18 dB e 22 dB. I risultati ottenuti con il reader CAEN R4300 hanno dimostrato valori di reading distance confrontabili con quelli ottenuti con il metodo large-scale.

Un alternativa all’attenuatore fisico è data dall’utilizzo di un attenuatore software, che comporta la diminuzione della potenza del segnale trasmesso dal reader rispetto a quella stabilita. Se ad esempio si volesse effettuare una misura con potenza di trasmissione pari a 30 dBm e con attenuazione pari a 10 dB, in base a questo approccio, si deve utilizzare una potenza di trasmissione del reader pari a 20 dBm.

Figura 3.6: Sistema mini-scale. Attenuazione software sul segnale trasmesso.

Si fa notare che, nel caso di un attenuatore fisico, si attenua sia il percorso di andata che quello di ritorno dell’onda, allungando virtualmente entrambi i percorsi. In questo caso la distanza totale percorsa dall’onda risulta pari a 2dT OT. Nel caso di un’attenuazio-

ne software, viene virtualmente “allungato” solo il percorso dell’onda trasmessa, mentre l’onda ricevuta percorre la distanza d′. Pertanto, in questo secondo caso, la distanza effettivamente percorsa dall’onda risulta pari a dT OT+ d′.

In laboratorio sono state effettuate misure con metodo mini-scale in sito aperto e con attenuatore software. Il principale problema di questo tipo di attenuazione risiede nei fenomeni di non linearità presenti nel sistema, come ad esempio il fenomeno della satu- razione del tag o del segnale di self-jammer. Ad esempio, nel momento in cui si riduce la potenza del segnale trasmesso, si riduce anche la componente del segnale di self-jammer che rientra nei circuiti di ricezione attraverso il circolatore. Un segnale di self-jammer mi- nore, porta al miglioramento del rapporto segnale-rumore. Il risultato è che le prestazioni di lettura ottenute in questo modo risultano diverse da quelle effettive e per questo è scon- sigliabile utilizzare l’attenuatore software. Quindi per la valutazione delle prestazioni dei

reader si è preferito utilizzare il metodo large-scale, sia per la sua semplicità applicativa

Una variante del metodo mini-scale in camera anecoica, consiste in una sua versione riproposta in sito aperto. Nonostante le misure siano effettuate in ambiente non protetto, il metodo continua a mantenere un importante vantaggio sul large-scale. Ovvero, dal momento che si effettuano variazioni della sola potenza e si lasciano invariate tutte le altre dimensioni dello scenario, le misure mantengono ancora il vantaggio della ripetibilità e della stabilità dei risultati rispetto al large-scale. Le dimensioni minime raccomandate in [27] per i test in sito aperto sono pari a 244 cm x 244 cm x 366 cm. Anche in questo caso è consigliato l’utilizzo di materiale assorbente, fino alla copertura per oltre un metro dal confine del sito. Si propone di utilizzare un’altezza per il tag e l’antenna pari a 111 cm dal terreno e una distanza di 90 cm tra antenna del reader e il tag.

Procedure di misura

La distanza iniziale tra il tag e l’antenna del reader viene fissata pari a 90 cm. Per le misu- re che utilizzano un’attenuazione fittizia di tipo software, si fa variare la potenza trasmessa del reader in tutto il suo intervallo di valori permessi. Per le misure effettuate utilizzando un attenuatore variabile, si imposta il reader alla sua massima potenza di trasmissione e si varia la potenza dell’attenuatore. In entrambi i casi è preferibile utilizzare salti di potenza più piccoli possibile in modo tale da riuscire a quantizzare lo spazio simulato in modo più fitto. Ad ogni valore di potenza impostato si procede con l’invio di letture ripetute da parte del reader, ciascuna della durata pari a 30 secondi. Alla fine di ogni acquisizione si procede alla memorizzazione dei dati, che verranno elaborati in un secondo momento.