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蘭牙系統(tǒng)無線電收發(fā)信機的技術指標及其容限 王樹甲 一、 作頻段和頻道按排 蘭牙系統(tǒng)工作在⒉4GHz 工業(yè)科學醫(yī)療（ISM）頻段。全世界大多國家使用的頻段為2400 - 2483.5 MHz ，但有些國家的頻率范圍受到限制。這些國家已規(guī)定了特殊的調(diào)頻算法，以便符合各自國家的頻段。應當指出，實施縮減頻段的各產(chǎn)品將不能與實施全頻段的各產(chǎn)品兼容工作。因此，必須認識到，將實施縮減頻段的各產(chǎn)品作為單一市場的地區(qū)款式。蘭牙SIG已提出一項計劃來克服這些困難，并答成頻段的總協(xié)調(diào)調(diào)。 表1-1 可用的頻道
注1 日本郵政?。?span lang=EN-US>MPT）于1999年10月初宣布，日本的頻段擴充到2400-2483.5 MHz ，立即生效。然而，TELEC的測試設備可能需要時間進行更改。以前規(guī)定的覆蓋2400-2483.5 MHz 頻段的特定跳頻算法仍是可選的。 注2 西班牙有一項擴充國家頻段到2400-2483.5 MHz范圍的建議。蘭牙SIG已與西班牙各主管部門進入全面協(xié)調(diào)，預期2000年初可以解決。 注3 蘭牙SIG已與法國各主管布門接觸，并接近于協(xié)調(diào)的發(fā)展。 信到間隔為 1 MHz ，為了符合每個國家的帶外規(guī)則，在頻段高、下低邊緣采用了保護頻帶。 表1-2 保護頻帶
二、發(fā)射機特性 本節(jié)所述的各要求是在設備的天線接頭上的功率點平。如果設備沒有天線接頭，則假設是一個具有0dBi增益的參考天線。 由于在輻射測量條件下很難測量準確，在型號認證中最好為具有整體天線的各系統(tǒng)提供一個臨時的接頭。 如果使用方向性增益高于0dBi的發(fā)射天線，則必須對ETSI 300 328和FCC15部分的的可適用條款進行補償。 設備功率等級分為三類。 表2.1 功率等級和功率控制
注1 最小輸出功率是指最大功率設置下的最小輸出功率 注2 建議低功率容限Pmin<-30dBm<-30dBm，但不是強制性的，并可以按照應用需要選擇。 對于功率等級1的設備要求進行功率控制，使用功率控制來限制超過0dBm的發(fā)射功率，0dBm以下的功率控制能力是可選的，并能用來優(yōu)化功率消耗和總干擾電平。各功率步長應形成單調(diào)序列，最大步長為8dB，最小步長為2dB。具有最大發(fā)射功率20dBm的1類設備必須能夠?qū)⑵涔β士刂频?span lang=EN-US>4dBm或更低。 具有功率控制能力的設備可以用鏈路管理協(xié)議（LMP）優(yōu)化一條鏈路的輸出功率，這是通過測量接收信號強度指示（RSSI）實現(xiàn)的，如果應增加或減小功率，則向?qū)Χ藞蟾妗?span lang=EN-US> 3.1 調(diào)制特性 調(diào)制方式為BT*=0.5的高斯濾波器最小頻移鍵控（0.5GMSK）調(diào)制。調(diào)制指數(shù)必須在0.28 與0.35之間。二進制1用一個正頻偏表示，二進制0用一個負頻偏表示。符號定時應優(yōu)于±20ppm。 圖（2-1）實際的發(fā)送調(diào)制 對于每一發(fā)送信道，相應于1010序列的最小頻偏（Fmin=Min{Fmin+，Fmin-}）應不小于相應于00001111序列的頻偏(fd)的80﹪。 此外，最小頻偏決不應小于115 kHz。 過零誤差是指理想符號周期與測量的過零時間之間的時間差值，它應小于±1/8符號周期。 2.2 雜散發(fā)射 設備的帶內(nèi)和帶外雜散發(fā)射是在調(diào)頻發(fā)射機調(diào)頻到單一頻率時進行測量的，這意味著頻率合成器必須在接收時隙與發(fā)射時隙之間改變頻率，但總是返回到同一發(fā)射頻率。 在美國，FCC 15.247, 15.249, 15.205 and 15.209各部分是適用的規(guī)則。在日本，RCR STD-33適用，在歐洲，ETSI 300 328適用。 在ISM頻段內(nèi)，發(fā)射機應通過一個如表2.1給定的頻譜模板。頻譜必須符合下述FCC的20-dB帶寬定義，并應據(jù)此進行測量。除FCC的要求外，還規(guī)定了在具有兩個或更多不同信道號碼的各信道上的鄰信道功率，該鄰信道功率定義為在一個1MHz信道中測量功率的總和。發(fā)送功率應在100kHz帶寬內(nèi)采用最大功率保持方法進行測量。發(fā)射機在M號信道上進行發(fā)送，而在N號信道上進行鄰信道功率測量。在整個測試中，發(fā)射機發(fā)送偽隨機數(shù)據(jù)樣本。 表2.1 發(fā)射頻譜模板
注 如果輸出功率小于0dBm，則以FCC的20dB相對要求代替上表所述的絕對鄰信道功率要求是適當?shù)摹?span style="COLOR: black" lang=EN-US> FCC Part “基于RF傳導性測量或輻射性測量，在擴散頻譜的有意輻射器正在工作且由該輻射器產(chǎn)生射頻功率的頻帶的帶外，任何100kHz帶寬內(nèi)的散射功率應至少比含有有用功率電平的頻帶內(nèi)的100kHz帶寬內(nèi)功率低20dB。不要求低于§ 15.209(a) 中所規(guī)定的一般容限的衰減。此外，落入§ 15.205(a) 所定義的各限制頻帶的輻射性散射也必須符合§ 15.209(a) 中所規(guī)定的輻射性散射的容限（見§ 15.205(c)）” 允許有三個例外，它們是各以一個1MHz整數(shù)倍頻率為中心的三個1MHz帶寬的頻帶，但它們必須符合–20 dBm 的絕對值。 所測量的功率應在100kHz帶寬內(nèi)進行測量。 表 2.3 帶外散射要求
3.3 無線電頻率容限 發(fā)送初始中心頻率準確度必須在Fc ±75 kHz 范圍內(nèi)。初始頻率準確度定義為在發(fā)送任何信息之前的頻率準確度。應當注意，頻率漂移的要求并不包括在±75 kHz范圍內(nèi)。 在一個數(shù)據(jù)分組內(nèi)的中心頻率漂移在表2.4中做了規(guī)定，不同的分組在基帶規(guī)范中做了定義。 表 2.4 不同分組類型的頻率漂移
注1 最大漂移率是在分組中的任何位置都允許的。 三、接收機特性 為了測量接收機比特差錯率性能，設備必須具有環(huán)回機能，設備送回已譯碼的信息，這種機能在測試模式規(guī)范中做了規(guī)定。 本章引用的參考靈敏度等于-70 dBm 。 4.1 實用靈敏度 實用靈敏度定義為在滿足比特差錯率（BER）0.1%時的輸入電平。對于蘭牙接收機的要求是，實際靈敏度電平為–70 dBm 或更低。對于滿足發(fā)射機規(guī)范的任何蘭牙發(fā)射機，接收機必須達到–70 dBm 電平的靈敏度。 3.2 干擾性能
3.3 帶外阻塞 帶外阻塞是在有用信號電平比參考靈敏度高3dB的條件下進行測量的，干擾信號應為連續(xù)波信號，BER應小于或等于0.1%。帶外阻塞應滿足下列要求： 表3.2 帶外阻塞要求 允許有24個雜散響應頻率除外，即超出表3.2所列的要求，這些頻率取決于給定的接收信道頻率，并以一個1 MHz整數(shù)倍的頻率為中心。這些雜散響應頻率中的19個，可以使用放寬為-50dBm的干擾信號功率電平達到0.1%的BER要求，其余5個雜散響應頻率，干擾信號電平可以是任意值。 4.4 互調(diào)特性 在下列條件下，應滿足參考靈敏度性能，即BER = 0.1%： l 頻率為f 0 的有用信號功率電平比參考靈敏度高6dB。 l 頻率f 1的靜態(tài)正弦波信號的功率電平為 -39dBm。 l 頻率f 2 的蘭牙已調(diào)信號（見3.8節(jié)）的功率電平為 -39 dBm。 使 f 0 = 3.5 最大可用電平 接收機可以工作的最大可用輸入電平應優(yōu)于 -20dBm，在輸入功率電平為-20dB 時，BER應小于或等于0,1%。 3.6 雜散發(fā)射 蘭牙接收機的散射應不大于： 表3.3 帶外雜散發(fā)射
表3.3所示功率應是以100 kHz 帶寬進行測量所得到的功率。 3.7 接收機信號強度指示裝置（可選） 希望接入功率控制鏈路的收發(fā)信機必須能夠測量它自己的接收信號強度，并確定其鏈路對端的發(fā)射機是否應當增加或減低它的輸出功率電平。接收機信號強度指示裝置（RSSI）便可以實現(xiàn)這一功能。 規(guī)定功率控制功能為了得到最佳接收功率，最佳接收功率定義為一個具有高低容限的范圍，而RSSI必須具有與這一范圍相等的最小動態(tài)范圍。當接收信號功率為-60 dBm時，RSSI必須具有±0.4 dB或更高的絕對準確度。此外，從 -60dBm向上的動態(tài)范圍必須達到20.6dB（見圖3.1）。 高容限 20.6dB 低容限 -60dBm 圖3.1 RSSI的動態(tài)范圍和準確度 3.8 基準干擾信號定義 蘭牙已調(diào)干擾信號定義為： 調(diào)制方式 = GFSK 調(diào)制指數(shù) = 0.32÷1% BT= 0.5±1% 比特速率 = 1 Mb/s ±1 ppm 調(diào)制數(shù)據(jù)Modulating = PRBS9 頻率準確度優(yōu)于±1 ppm |
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