2.4GHz频段上的新一代点对点无线技术( 三 )



在使用一个信道之前,WirelessUSB设备检查该信道上的其他流量 。另外还对信号强度进行测量以确定噪声层 。假如有另一个WirelessUSB或2.4GHz设备正在使用该信道,则该设备将转移至另一个信道以实现与这些设备的共存 。

DSSS系统增加了工作范围并降低了误码率 。此类系统将每个数据位作为一个伪噪声(PN)代码来传输;PN代码的每个码元被称为"片"(chip) 。当存在干扰(或靠近工作范围的极限值处)时,接收到的传输PN代码往往会有一些"片"被损坏 。DSSS接收器采用数据相关器来对输入数据流进行解码 。假如"片"误差的数量低于相关器的误差阈值,则数据将被正确接收 。

假如相关器的误差阈值被超过,则接收数据位不被损坏;它?quot;删除" 。数据损坏超过数据删除的概率可以忽略不计 。纠正"删除"要比纠正"误差"轻易得多 。通过对每个数据字节进行"异或"操作,并将合成校验和作为每个分组的最终字节来传输,即可采用该校验和来对一个接收分组的每个码位位置中的一个误差进行校正 。

因此,即使是在那些遭受了会引发10%以上的"片"误差率的干扰的频率上,WirelessUSB系统也能够成功地接收无误差数据 。这使得WirelessUSB通常具有抗干扰能力并有望实现50米(或更长)的工作距离 。

由于2.4GHz ISM频段得到了如此广泛的应用,因此很有可能碰到干扰非凡严重的情况,即便采用了上述的强大纠错功能也无法对众多的不合格分组进行校正 。在这种场合,WirelessUSB协议能够使发送器和接收器自动切换至一个无干扰信道以避免干扰 。

PN代码系统简化了多用户的并置 。在该情形下,多个WirelessUSB系统可使用同一个信道,前提是它们采用不同的PN代码且相邻系统距接收器的距离至少为其距本地系统中的设备的三倍 。通过将2.4GHz ISM频段划分成80个独立的信道并答应相邻系统进行信道重用,可以把许多WirelessUSB系统布设在同一区域内,从而使该技术能够在教室或办公室环境中得到推广应用 。

最后,WirelessUSB协议专门针对低功耗器件进行了优化 。只需少量的1~4字节分组即可建立一个连接 。一旦连接完成,即没有信标分组或其他不必要的流量 。每个应用数据分组包含一个一字节信头和用于纠错的一字节校验和 。该协议健全且足够轻,使得一个WirelessUSB键盘能够在采用三节AA电池的情况下连续工作达一年之久 。采用该技术的芯片订价在2美元以下 。一个用于该设计的无线电部分的双层PCB布局实例(包括PCB印制线天线)被作为WirelessUSB开发套件的一部分提供给用户 。它免除了进行复杂的RF电路布局和天线设计的需要 。当采用PCB印制线天线时,开发人员不需要具备2.4GHz天线设计方面的知识 。WirelessUSB IC仅需的外部元件是若干去耦电容器、一个四元件无源天线匹配网络和一个廉价的13MHz、50ppm晶体 。该设计方法使得能够将整个RF PCB(包括天线和IC)放入一个面积仅1平方英寸左右的区域内 。

结论

433MHz和蓝牙技术虽然适合于某些应用,但并非低成本无线设备的理想选择 。新型非联网2.4GHz技术集433MHz与蓝牙技术两者的优点于一身,从而造就了采用少量协议的集成无线电IC 。这些非联网2.4GHz技术是鼠标、键盘、游戏控制器、无线玩具和许多其他消费电子设备的理想之选 。

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