1GHz以下全球免许可频段短距离无线系统的设计考虑

文章摘要：短距离无线设备一词涵盖了能实现单向或双向通信且不会对其它无线设备造成干扰的无线收发器。SRD应用广泛，能提供多种不同的服务，比较流行的应用是：家庭或楼宇自动化系统中的遥控应用、无线传感器系统、报警、汽车(包括远程无钥匙车门锁和远程汽车启动)以及语音和视频的无线传输在选择无线通信频率时，短距离无线设备的无线系统设计人员必须非常小心。在大多数情况下，假设特定的规范和使用条件可得到满足的话，可选择的频率范围局限于免许可频段。表1列出了全球范围内短距离无线设备的可用频段。在设计全球通用系统时，设计者通常选用2.4GHz 频段。事实上，2.4GHz已经成为蓝牙、WLAN和ZigBee等标准首选的工作频段

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短距离无线设备一词涵盖了能实现单向或双向通信且不会对其它无线设备造成干扰的无线收发器。SRD应用广泛，能提供多种不同的服务，比较流行的应用是：家庭或楼宇自动化系统中的遥控应用、无线传感器系统、报警、汽车(包括远程无钥匙车门锁和远程汽车启动)以及语音和视频的无线传输在选择无线通信频率时，短距离无线设备的无线系统设计人员必须非常小心。在大多数情况下，假设特定的规范和使用条件可得到满足的话，可选择的频率范围局限于免许可频段。表1列出了全球范围内短距离无线设备的可用频段。
在设计全球通用系统时，设计者通常选用2.4GHz 频段。事实上，2.4GHz已经成为蓝牙、WLAN和
ZigBee等标准首选的工作频段。在无线电话或802.11a 版本的WLAN应用中，5.8GHz频段也占据了一些地位。
不过，对于那些需要更远传输距离和更低功耗的系统来说，1GHz以下的频段由于共存性问题较少、传输距离较远而倍受关注，因为这两方面性能都会影响功耗，而功耗是电池供电应用中一个重要的考虑因素。

低频发射机传输距离的增加可以通过简化的Friis 传输方程来表示，该方程给出了接收天线上的功率Pr与输送给发射天线的功率Pt之间的关系。
这里假设两条天线都具有单位增益。这个方程显示，对于固定的发射功率Pt来说，接收到的功率将随距离d的平方以及频率f的平方而降低(或随着波长λ的平方而增加)。如果接收到的功率低于对信号正确解调所需的最小功率(称为灵敏度)，该链路就会被中断。
全球范围内1GHz以下频率的分配
表2对1GHz以下的短距离无线设备的通讯频率标准进行更详细的描述。这里没有罗列出全部的标准，更多细节请查看相关链接。
433MHz频段是能在全球范围内使用的频率之一。在日本，需要对频率作少许调整，大多数频率调谐灵活的收发器能够轻松处理这一问题，如图1所示的ADF7020，或ADF7021)。不过，433MHz频段的可用带宽不到2MHz，且通常不能用作语音、视频、音频和连续数据的传输，因此常被用于如无钥匙门锁系统和基本的远程控制等应用。                                                 图1：短距离无线设备收发器ADF7020的结构框图868MHz(欧洲)及902~928MHz(美国)频段非常有用，它们没有限制应用，且允许采用更紧凑的天线方案。其它地区(如澳大利亚和加拿大)已经采用了符合这些规范的版本。虽然还未实现全球化通用，但这些频段可以在多个地区使用。
不过，在最新的EN300 220规范出现以前，美国和欧洲采取了迥然不同的方案。美国采用跳频的方法，而欧洲则对每个子频段的占空比进行了限制，正如ERC REC-70文件中所描述的那样。这两种方案在减少干扰方面都很有成效，但对于系统制造商来说，如果设计要同时针对两个地区的产品，那么他们就必须完全重写系统通信协议中的媒体访问层(MAC)。幸运的是，欧洲EN 300 220规范扩展了频带并允许跳频扩频(FHSS)或直接序列扩频(DSSS))，这使得MAC实现更接近美国的设计方案，虽然还需要一定的微调。下面将描述这一新规范的相关方面，涵盖了短距离无线设备系统设计者需要考虑的问题。

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