这个博客系列的 第1部分回顾了欧洲868MHz ISM波段内的wM-Bus协议标准。今天,我们来仔细地看一看针对169.400MHz波段内75kHz窄带进行优化的协议版本。这个版本在针对监测、追踪、数据采集和仪表读数应用的欧洲规范 (EN) EN300 220 v.2.4.1标准内进行了定义。+500mW(或+27dBm)的最大辐射功率和小于10%的占空比可实现一个广域网 (WAN) 方法,在人口密集环境中可以覆盖数公里的范围。这个方法的设计思路是将尽可能少的,但是又高精密数据采集器 (DC) 元件组合在一起,在不需要中继器的情况下,每个元件能够支持多达1000终端节点(或智能仪表)。通过将总共75kHz的可用带宽分为6个12.5kHz的窄带通道,EN13757-4:2014-2定义了wM-Bus N模式 Nabcdef和Ng。其中的4个通道 (Nabef) 能够承载4.8kbps的数据速率,而另外2个通道 (Ncd) 数据速率为2.4kbps,支持2-GFSK调制。还定义了更高的数据速率通道 (Ng),采用4-GFSK调制来实现19.2kbps的数据速率,并且占用一个带宽为50kHz的通道(请见图1)。 图1.wM-Bus模式N模式与ETSI 300 220 v2.4.1之间的关系 这个wM-Bus N模式已经被采用为意大利和法国住宅内燃气表,以及法国水表的RF通信协议。在N模式中,最高可能的接收器等级 (Hr) 应该符合ETSI 2类接收器阻断要求。实际上,由于已知的数据视频广播 (DVB) 或FM收音机发射器等干扰源的确是以其它频率运行,不过它们高达数千瓦的RF功率仍然会导致某些干扰,即使在169MHz ISM波段内也是如此,所以,对于设计人员来说,比较明智的做法是以更加具有挑战性的ETSI 1类规范接收器系统为设计目标。 那么,ETSI 1类规范到底是什么呢? 简单地说,它是 EN300 200 v2.4.1项下,针对“高可靠性SRD通信介质;比如说为人类生活固有系统提供服务(有可能造成身体伤害)”的最严格RF接收器技术规格。 1类规范中,一个最有挑战性的要求就是临近通道抑制/选择性。这个技术参数测量的是接收器对于距离只有+-12.5kHz远的干扰源的耐受程度。由于这个干扰源距离所需信号太近,所有无法用外部SAW滤波器进行滤除。另外一个须符合的非常具有挑战性的条件是杂散响应抑制,在达到RF频率的0.1%时,需要为60dB。在频率为169MHz时,这个值只有169kHz,所以IF频率高于85kHz的RF收发器将获得高于169kHz的图像频率,并且必须具有60dB以上的抑制能力。 TI的高性能Sub-1 GHz CC1120 RF收发器系列正在符合和超过N模式wM-Bus标准 (EN13757-4) 的所有要求,其中包括意大利和法国燃气表技术规格的全部RF要求。此收发器能够完全接收所有包含16位报头的N模式报文(其中包括4-GFSK子模式),而由于它的波形匹配 (WaveMatch) 特性,不会产生数据包丢失。极快自动增益控制稳定仅需4个数据位;如果与RX嗅探 (Sniff) 模式一同使用,它保持最大的 CC1120灵敏度,并且在搜索报头的同时,如 TIDC-WMBUS-169MHz 中所示,减少了平均电流。通过采用一个 CC1120寄存器设置的经优化集合,被称为“最佳阻断”,在无需增加昂贵的外部表面声波 (SAW) 滤波器或LNA组件的情况下,即可实现ETSI 1类接收器系统性能。 CC1120 RF接收器是业内第一款集成收发器,它可以在无需外部SAW滤波器的情况下实现ETSI 1类兼容性,并且在RF性能和稳健耐用性方面处于市场领先地位。你可以在TI Designs参考设计 TIDC-WMBUS-169MHz和 TIDC-MULTIBAND-WMBUS中找到更多关于 CC1120的技术信息。只需几个寄存器变化就可以将 CC1120调节到“最佳灵敏度”或“最佳阻断”。这一功能可实现灵活的wM-Bus N模式解决方案,可在现场自动适应不断变化的RF干扰。 本系列的下一篇 博客会谈到如何用全新超低功耗无线微控制器来实现下一代针对868和433MHz应用的单芯片wM-Bus解决方案;别走开,请随时关注即将发布的On the Grid上的帖子。
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