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2.4GHz频段上的新一代点对点无线技术

来源:电子产品世界?? 2005年10月30日 ?? 收藏0
?????? 替代电缆的解决方案

  在设备之间实现无线通信是许多消费产品开发人员由来已久的梦想然而长期以来无线电频谱资源一直是各国政府的管制对象对其使用有着种种限制目的是防止来自不同信号源的RF信号相互干扰在大多数国家里大部分无线电频谱是为广播电视军事应急服务以及近期迅速普及的移动电话之用而保留的

  正是因为认识到了短距离低带宽数据通信在许多工业科学和医学ISM应用中所具有的价值一直以来各国政府都把少量的RF频谱留待无需申领许可的应用之用在这些频谱内产品的最终用户不必向其政府或某一管理机构申请特殊的许可便能使用各种设备随着20世纪末消费类电子产品的飞速发展消费型应用也开始利用这些管制条例的可用性了

  在这些频率的分配或者发射功率的极限值占空因数或可以传输的数据类型等方面各国政府之间几乎没有相互协调的传统这就造成了世界范围内相关管制条例的混乱不同的管辖范围允许以不同的方式或为了不同的目的来使用该频谱的不同频段本文将首先对433MHz ISM频段Bluetooth 2.4GHz协议和新型非联网2.4GHz协议做

一番仔细的分析然后以WirelessUSB LS为例来阐明将非联网2.4GHz协议用于取代消费电子设备的连接电缆所具备的好处

?????? 433MHz解决方案

  有一些频段被大多数政府指派用于ISM和消费型应用其中27MHz和433MHz附近的频段最为常用这些频段虽然可在某些应用中使用但也有不少缺点在不同的国家中433MHz和435MHz之间的RF频谱的不同部分被分配给了无需申请频谱使用许可的应用有些国家将最大发射功率限制为1mW另一些国家则将其限制为10mW有些场合对发射机的最大占空因数有所限制而另外一些场合则没有在许多情况下某些类型的数据是不允许传输的例如欧洲的某些地区就限制或禁止采用这些频率来传输音频数据

  尽管相关的管制条例在世界范围内存在着一定的差异但是消费电子产品制造商还是找到了利用该频谱来为其客户提供超值功能的方法433MHz频段最为常见的应用是车库门开启装置和车用无钥匙型进入系统但它也在为数众多的其他应用中得到了广泛的使用

  433MHz频段具有许多特点从而使其为低吞吐量应用所青睐尤其是当某个产品专为某一地理区位市场而开发时更是如此

  低成本虽然发射器和接收器一般都必须采用专用元件来设计但总成本仍然适中许多制造商可提供合适的接收器IF子系统IC而且发送器往往可以采用分立晶体管和无源元件来制作

  合理的传输距离能够进行10米或者更长距离的可靠数据传输而且如果把带宽/吞吐量降低则传输距离还可以延长

  然而当电子产品的复杂性随着用户期望值的升高而增加时433MHz频段的一些不足之处便逐渐凸显出来

  一个信道的可用带宽是有限的在大多数场合中成本效益型的解决方案都将带宽限制在10kbps或更低

  可用频谱较窄严重制约了可用信道的数量即使是在每个信道均采用远远小于最大允许值的频谱宽度时也无济于事这就限制了能够在相同的一般区域内同时工作的设备的数量

  从制造商的角度来看其缺陷还不止这些

  缺乏全球性标准意味着同一产品的不同变型往往不得不针对世界范围内的不同市场进行专门的制造这些变型产品可能采用了稍有不同的频率或者具有一个不同的RF输出功率

  由于几乎没有针对工作于该频段的设备的系统级标准开发人员因而往往不得不进行自己的无线电设计一般来说他们必须首先选择调制方案和协议等随后采用通用的标准元件来设计其无线电发送器和接收器而不能购置一个集成化的无线电IC并采用一个标准协议这使得新产品的开发过程既费时费钱又充满风险

  通常各主要世界市场都要求由一个不同的管理机构来对产品进行测试和/或认证这也会耗费大量的时间而且代价高昂

?????? Bluetooth蓝牙技术

  Bluetooth是一项由蓝牙技术专业组SIG制定的用于无线个人区域网络WPAN的新标准Bluetooth是一种采用2.4GHz ISM频段的跳频协议Bluetooth可对多达8个连接成皮可网的设备以及多个连接成散射网的皮可网提供支持许多PDA和蜂窝电话制造商由于以下原因而在其设备中采用了蓝牙技术

  系统标准蓝牙技术专业组SIG定义了针对每一种使用模型的Bluetooth功能标准从而使得来自不同制造商的蓝牙设备能够具有互操作性

  带宽蓝牙技术的最大数据速率为723kbps远远高于433MHz ISM频段中所能提供的数据速率

  成本昂贵由于所需的微处理器和协议使用许可方面的开支蓝牙解决方案的定价通常在5美元以上


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