專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)系統的設計、仿真與文檔

傳播模型

鏈路分析工作表是ADI SRD Design Studio中另一項有用的工具，可用于估計各種條件下的鏈路預算和范圍。與所有其它任務(wù)一樣，它集成在主仿真器中。為符合輻射遮蔽而進(jìn)行的數據速率更改將引起靈敏度的相應變化，從而影響鏈路預算，并最終影響傳播范圍。與獨立工具集相比，這項功能的優(yōu)勢在于，一個(gè)參數的變化(如數據速率)將會(huì )影響到其它的工作表。

鏈路分析首先計算鏈路預算，也就是發(fā)送功率與接收靈敏度之間的差值，同時(shí)會(huì )考慮所有的濾波損耗或天線(xiàn)損耗。圖3所示的是用于這個(gè)仿真的器件設置。

圖3、鏈路分析模塊

然后，可以通過(guò)在仿真中增大天線(xiàn)之間的距離來(lái)確定范圍，直到路徑損耗等于鏈路預算為止，這個(gè)位置就是鏈路裕量等于0 dB的地方。路徑損耗通過(guò)用戶(hù)選擇的傳播模型進(jìn)行計算;可支持三種不同的傳播模型：自由空間、地上，以及簡(jiǎn)單室內。

A. 自由空間的傳播模型

自由空間模型假設發(fā)射機與接收機之間不存在障礙物及任何明顯的反射物體(包括地)。用R表示發(fā)射機與接收機之間的空間距離，λ表示波長(cháng)，PL表示路徑損耗，下式給出大多數實(shí)際的發(fā)射機/接收機布局的最大傳播距離。

B. 地上傳播模型

發(fā)射機位于地平面以上，高度為hT，接收機高度為hR，它們之間的距離為R。下式給出了清晰可視信道(LOS)條件下相當精確的結果——例如，在海灘或相對較寬的道路上。這個(gè)仿真表明，使用ADF7xxx器件有可能實(shí)現3km以上的傳播范圍，并且無(wú)需外部功放(PA)或低噪聲放大器(LNA)。

C. 簡(jiǎn)單室內傳播模型

上式中P0為1m處的路徑損耗，n為取決于環(huán)境的指數。參考文獻3列出了n在不同環(huán)境下(如工廠(chǎng)地面、多層辦公建筑等)的一些取值。大多數設計人員會(huì )根據經(jīng)驗結果來(lái)設定n的值。

ADI SRD Design Studio中的另一項有用的任務(wù)是包格式化工作表。它使用戶(hù)能夠輸入給定的包格式，了解包長(cháng)度對電池壽命的影響，選擇能帶來(lái)低錯誤觸發(fā)幾率的同步字，并根據包長(cháng)度將誤碼率(BER)轉換為相應的誤包率(PER)。由于有些IC供應商會(huì )以BER的形式表示靈敏度，而其它供應商則會(huì )以PER的形式表示靈敏度，因此，從BER到PER的轉換是很有用的。

在實(shí)驗室測試仿真設置

一旦仿真完成，并獲得了可接受的結果，那么就可以保存文件，并把仿真設置輸出到ADI公司的ADF7xxx編程軟件中。然后，就可以使用程序設備應用來(lái) 運行平臺測試。這一功能將向ADF7xxx編程軟件輸出頻率、數據速率、調制類(lèi)型等，因此可在實(shí)驗室里進(jìn)行快速的器件配置。平臺測量與仿真結果十分接近， 如圖4所示。在868MHz頻率下，對9.6 kbps GFSK信號的仿真與平臺測量結果非常吻合。當進(jìn)行這些比較時(shí)，應當注意仿真器需要采用與電路板上相同的PLL環(huán)路濾波器，因為它會(huì )影響輸出頻譜的形狀。

圖4、仿真和實(shí)驗室測量結果的比較