《電子技術(shù)應(yīng)用》
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1GHz以下頻帶短距離無線系統(tǒng)設(shè)計要點
來源:電子元件技術(shù)
摘要: Bluetooth、WLAN、ZigBee等短距離無線技術(shù)之裝置(SRD)日益增加,本文將鎖定使用全球不需執(zhí)照授權(quán)的1GHz以下頻帶進行詳細介紹,并分析跳頻展頻(FHSS)、直接展頻(DSSS)等不同寬帶調(diào)變技術(shù),以及各國相關(guān)現(xiàn)行做法,提供1GHz以下頻帶無線系統(tǒng)設(shè)計者最佳開發(fā)導覽。
Abstract:
Key words :

        Bluetooth、WLAN、ZigBee等短距離無線技術(shù)之裝置(SRD)日益增加,本文將鎖定使用全球不需執(zhí)照授權(quán)的1GHz以下頻帶進行詳細介紹,并分析跳頻展頻(FHSS)、直接展頻(DSSS)等不同寬帶調(diào)變技術(shù),以及各國相關(guān)現(xiàn)行做法,提供1GHz以下頻帶無線系統(tǒng)設(shè)計者最佳開發(fā)導覽。
  SRD無線系統(tǒng)設(shè)計需考慮頻率選擇
  短距離裝置(SRD)此一名稱所涵蓋的,是能夠提供單向或雙向通訊,且?guī)缀醪粫ζ渌麩o線電設(shè)備造成干擾的各類無線電發(fā)射器。我們很難將所有SRD的應(yīng)用完整列出,因為它們提供了太多不同的服務(wù),其中較為受歡迎的應(yīng)用包括有:

  家庭遙距控制(Telecontrolforhome),或是其它建筑物自動化系統(tǒng)
  無線感測系統(tǒng)
  警報器
  汽車,包括遙控免鑰匙門禁與遙控汽車啟動
  無線語音及視訊
 
  SRD無線系統(tǒng)的設(shè)計者在選擇無線通信頻率上需要格外小心。在大多數(shù)的情況下,此選擇被侷限于頻譜中容許免執(zhí)照使用的那些部份,而前提是必須符合使用上的特定規(guī)格與條件。表一所列為全球可使用的頻帶。
  全球頻率分配

                                                           表一.全球SRD頻率分配
  2.4GHz頻帶被設(shè)計者普遍使用來建構(gòu)能夠全球使用的各種系統(tǒng),事實上,該頻道已經(jīng)成為Bluetooth、WLAN及ZigBee等標準的不二選擇。5.8GHz的頻帶也已吸引不少的注意,舉例來說,像是無線電話或是WLAN的802.11a版本等。
  然而,對于同時需要較大范圍及較低功耗的系統(tǒng)而言,低于1GHz的頻帶由于其較低的共存性(co-existence)問題與較大的傳送范圍,仍是有其必要性的,因為此兩者都會影響到功耗,而功耗對于以電池供電的應(yīng)用而言是一個非常重要的考量。
    低頻發(fā)射器傳送范圍的改善,可以用簡化版的Friis傳輸方程式來表示,此方程式提供了接收天線上存在的功率Pr與供給發(fā)射天線的功率Pt兩者之間的關(guān)系:
  此方程式中假設(shè)兩支天線有一致的增益,它可顯示出,對于一固定的發(fā)射功率Pt而言,接收到的功率會隨著距離d的平方,以及頻率f的平方而降低(或是隨著波長λ的平方而增加)。當接收的功率低于能正確解調(diào)變信號所須的最小功率(即所謂的靈敏度點:sensitivitypoint)時,連結(jié)便會崩潰。
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