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无线嵌入式控制面临监管难题

SHERIF HANNA?? 赛普拉斯半导体公司产品经理?? 2006年11月30日 ?? 收藏0

?????? 我们多数人都使用过手机和耳机之间或 PC 和无线鼠标之间的点对点蓝牙连接形式的短距离无线技术。短距离无线技术的距离一般是 10m_50m ,数据速率低于 4Mbps。这些技术促成了一个新概念-WiEC(无线嵌入式控制)。WiEC 理念要求在 PC 外设和消费电子产品之外的主机系统中普遍嵌入简单的无线收发器。您可以用这些收发器来报告数据或接收命令,由此把一台台原本独立的机器连接成网络。然后,您可以用这些网络来增强成员结点的性能和效率。

?????? WiEC 友好型收发器在数据速率、距离、占用带宽、搭配能力、抗扰度方面有所不同。地方机构对收发器工作频带的规定直接影响着其中一些属性。因此,对频带的选择会影响系统性能。无线系统可能工作在授权频带或非授权频带。授权频带的优势在于保证了无线系统专用的一段频谱,由此减少了干扰的可能性。但是,授权费用和规定的认证程序可能会明显增加费用并延长上市时间。非授权频带提供了一种替代方案,但要承担相应的风险。一个无线系统只要符合功率输出、频谱密度、占空比方面的限制,同时接受来自同一频带中其它设备的潜在干扰,那么它就能工作在某个非授权频带中。

?????? 但是,非授权频带并非全都相同。典型情况下,频带的中心频率越高,频带本身就越宽,因此它能容纳的设备就越多。相反,较低频率的自由空间传播一般好于较高频率,这表明对于给定的射频输出功率,频率较低的无线收发器将拥有更长的工作距离。

?????? 非授权频带的中心频率和带宽随地方监管机构的不同而变化,这可能会对那些想在全球销售产品的公司造成令人头疼的问题。但是 2.4GHz ISM(工业/科学/医疗)频带很独特-全球多数监管机构已采用了大约 2450MHz 的中心频率,并且带宽具有足够的重叠,使全球部署工作相对容易。这对消费型和 WiEC 型无线器件的普及具有积极影响,但导致了严重的频谱拥挤现象。

?????? 不过,由于国际范围内的可用性、带宽和简化的规章要求,2.4GHz ISM 频带可能是最适合 WiEC 应用的。但这种适合性给 WiEC 型收发器带来了挑战,这是因为它们必须能够在一个拥挤的频谱中共存。与 WiEC 器件位于相同非授权频带中的无线器件带来了两项挑战。首先,它们占用的带宽也许比 WiEC 型收发器更多,因此会消耗 WiEC 网络原本可以占用的频谱。例如,一个 IEEE 802.11g 接入点占用 22MHz 频谱,而 WiEC 型收发器一般占用 5MHz 或更少。其次,其它这些无线器件的射频输出功率可能比低功率 WiEC 收发器高得多,因此干扰了工作在附近频率的 WiEC 网络。例如,IEEE 802.11g 接入点的功率输出值可能是典型 WiEC 收发器的 100 倍。

?????? 因此,WiEC 收发器必须具有有效的抗干扰能力,包括某频率射频能量检测,以便从传输错误中恢复,提供自动应答和重新传输,并在可能时提供展频调制。而且,WiEC 收发器占用的频谱必须最少,由此让它即使在繁忙的射频环境中也能找到畅通的通信频道。

?????? 搭配任务带来了另一项挑战。要想让 WiEC 实现全部潜力,底层的无线电技术就必须使大量结点能同时工作。这种能力对于大建筑中的环境控制、仓库中的库存跟踪、密集的住宅单元中的家电控制等应用至关重要。占用较小工作带宽的 WiEC 收发器会提高频率差异,并可能促成数十个结点在近距离内的搭配,因此这样的器件很合适。较好的收发器还会采用某种形式的编码分集,比如 DSSS(直接序列展频)调制,这能把可搭配结点的数量从数十提高到数百。

?????? 我们都将受益于 WiEC 将带给常见系统的更多智能。系统设计者面临的挑战是选择一种很容易设计和全球部署的底层收发器技术。

作者介绍
Sherif Hanna是赛普拉斯半导体公司无线产品部门市场战略小组成员。


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无线嵌入式? 监管? 收发器?

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