蘭牙系統無(wú)線(xiàn)電收發(fā)信機的技術(shù)指標及其容限
王樹(shù)甲
一、 作頻段和頻道按排
蘭牙系統工作在⒉4GHz 工業(yè)科學(xué)醫療（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。這些國家已規定了特殊的調頻算法，以便符合各自國家的頻段。應當指出，實(shí)施縮減頻段的各產(chǎn)品將不能與實(shí)施全頻段的各產(chǎn)品兼容工作。因此，必須認識到，將實(shí)施縮減頻段的各產(chǎn)品作為單一市場(chǎng)的地區款式。蘭牙SIG已提出一項計劃來(lái)克服這些困難，并答成頻段的總協(xié)調調。
表1-1 可用的頻道
| 國家 | 頻率范圍 | RF信道 | |
| 美國和歐洲及大 多數其它國家 | 2400-248⒊5MHz | f=(2400+k)MHz | k=0,1,…,78 |
| 日本¹ | 2471-2497MHz | f=(2473+k)MHz | k=0,1,…,22 |
| 西班牙² | 2445-2475MHz | f=(2473=k)MHz | k=0,1,…,22 |
| 法國³ | 244⒍5-248⒊5MHz | f=(2454+k)MHz | k=0,1,…,22 |
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(shí)間進(jìn)行更改。以前規定的覆蓋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(mén)進(jìn)入全面協(xié)調，預期2000年初可以解決。
注3 蘭牙SIG已與法國各主管布門(mén)接觸，并接近于協(xié)調的發(fā)展。
信到間隔為 1 MHz ，為了符合每個(gè)國家的帶外規則，在頻段高、下低邊緣采用了保護頻帶。
表1-2 保護頻帶
| 國家 | 低端保護頻帶 | 高端保護頻帶 |
| 美國 | 2 MHz | 3.5 MHz |
| 歐洲（除西 班牙和法國） | 2 MHz | 3.5 MHz |
| 西班牙 | 4 MHz | 26 MHz |
| 法國 | 7.5 MHz | 7.5 MH |
| 日本 | 2 MHz | 2 MHz |
二、發(fā)射機特性
本節所述的各要求是在設備的天線(xiàn)接頭上的功率點(diǎn)平。如果設備沒(méi)有天線(xiàn)接頭，則假設是一個(gè)具有0dBi增益的參考天線(xiàn)。
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(xiàn)的各系統提供一個(gè)臨時(shí)的接頭。
如果使用方向性增益高于0dBi的發(fā)射天線(xiàn)，則必須對ETSI 300 328和FCC15部分的的可適用條款進(jìn)行補償。
設備功率等級分為三類(lèi)。
表2.1 功率等級和功率控制
| 功率等級類(lèi)別 | 最大輸出功率 （Pmax） | 標稱(chēng)輸出功率 | 最小輸出功率¹ | 功率控制 |
| 1 | 100Mw（20dBm） | N/A | 1Mw（0dBm） | Pmin<+4 dBm 至 Pmax 可選：Pmin²至 Pmax |
| 2 | 2.5 mW (4 dBm) | 1 mW (0 dBm) | 0.25 mW (-6 dBm) | 可選：Pmin 至 Pmax |
| 3 | 1 mW (0 dBm) | N/A | N/A | 可選：Pmin 至 Pmax |
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(jìn)行功率控制，使用功率控制來(lái)限制超過(guò)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(lái)優(yōu)化功率消耗和總干擾電平。各功率步長(cháng)應形成單調序列，最大步長(cháng)為8dB，最小步長(cháng)為2dB。具有最大發(fā)射功率20dBm的1類(lèi)設備必須能夠將其功率控制到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(guò)測量接收信號強度指示（RSSI）實(shí)現的，如果應增加或減小功率，則向對端報告。
3.1 調制特性
調制方式為BT*=0.5的高斯濾波器最小頻移鍵控（0.5GMSK）調制。調制指數必須在0.28 與0.35之間。二進(jìn)制1用一個(gè)正頻偏表示，二進(jìn)制0用一個(gè)負頻偏表示。符號定時(shí)應優(yōu)于±20ppm。
圖（2-1）實(shí)際的發(fā)送調制
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(guò)零誤差是指理想符號周期與測量的過(guò)零時(shí)間之間的時(shí)間差值，它應小于±1/8符號周期。
2.2 雜散發(fā)射
設備的帶內和帶外雜散發(fā)射是在調頻發(fā)射機調頻到單一頻率時(shí)進(jìn)行測量的，這意味著(zhù)頻率合成器必須在接收時(shí)隙與發(fā)射時(shí)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各部分是適用的規則。在日本，RCR STD-33適用，在歐洲，ETSI 300 328適用。
在ISM頻段內，發(fā)射機應通過(guò)一個(gè)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，并應據此進(jìn)行測量。除FCC的要求外，還規定了在具有兩個(gè)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(gè)1MHz信道中測量功率的總和。發(fā)送功率應在100kHz帶寬內采用最大功率保持方法進(jìn)行測量。發(fā)射機在M號信道上進(jìn)行發(fā)送，而在N號信道上進(jìn)行鄰信道功率測量。在整個(gè)測試中，發(fā)射機發(fā)送偽隨機數據樣本。
表2.1 發(fā)射頻譜模板
| 頻率偏移 | 發(fā)送功率 |
| ± 550 kHz | -20 dBc |
| |M-N| = 2 | -20 dBm |
| |M-N| = 3 | -40 dBm |
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的。
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帶寬內的散射功率應至少比含有有用功率電平的頻帶內的100kHz帶寬內功率低20dB。不要求低于§ 15.209(a) 中所規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) 中所規定的輻射性散射的容限（見(jiàn)§ 15.205(c)）”
允許有三個(gè)例外，它們是各以一個(gè)1MHz整數倍頻率為中心的三個(gè)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帶寬內進(jìn)行測量。
表 2.3 帶外散射要求
| 頻段 | 工作模式 | 空閑模式 |
| 30MHz-1GHz | -36 dBm | -57 dBm |
| 1 GHz – 12.75 GHz | -30 dBm | -47 dBm |
| 1.8 GHz – 1.9 GHz | -47 dBm | -47 dBm |
| 5.15 GHz – 5.3 GHz | -47 dBm | -47 dBm |
3.3 無(wú)線(xiàn)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。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。
在一個(gè)數據分組內的中心頻率漂移在表2.4中做了規定，不同的分組在基帶規范中做了定義。
表 2.4 不同分組類(lèi)型的頻率漂移
| 分組類(lèi)型 | 頻率漂移 |
| 1-時(shí)隙分組 | ±25 kHz |
| 3-時(shí)隙分組 | ±40 kHz |
| 5-時(shí)隙分組 | ±40 kHz |
| 最大漂移率¹ | 400 Hz/µs |
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范中做了規定。
本章引用的參考靈敏度等于-70 dBm 。
4.1 實(shí)用靈敏度
實(shí)用靈敏度定義為在滿(mǎn)足比特差錯率（BER）0.1%時(shí)的輸入電平。對于蘭牙接收機的要求是，實(shí)際靈敏度電平為–70 dBm 或更低。對于滿(mǎn)足發(fā)射機規范的任何蘭牙發(fā)射機，接收機必須達到–70 dBm 電平的靈敏度。
3.2 干擾性能
| 干擾信號頻率 | 干擾信號功率電平 |
| 30 MHz - 2000 MHz | -10 dBm |
| 2000 - 2399 MHz | -27 dBm |
| 2498 - 3000 MHz | -27 dBm |
| 3000 MHz - 12.75 GHz | -10 dBm |
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(jìn)行測量的，干擾信號應為連續波信號，BER應小于或等于0.1%。帶外阻塞應滿(mǎn)足下列要求：
表3.2 帶外阻塞要求
允許有24個(gè)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(gè)1 MHz整數倍的頻率為中心。這些雜散響應頻率中的19個(gè)，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(gè)雜散響應頻率，干擾信號電平可以是任意值。
4.4 互調特性
在下列條件下，應滿(mǎn)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 的蘭牙已調信號（見(jiàn)3.8節）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(shí)，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
| 頻段 | 散射要求 |
| 30 MHz - 1 GHz | -57 dBm |
| 1 GHz -12.75 GHz | -47 dBm |
表3.3所示功率應是以100 kHz 帶寬進(jìn)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(shí)現這一功能。
規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(gè)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(dòng)態(tài)范圍。當接收信號功率為-60 dBm時(shí)，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(dòng)態(tài)范圍必須達到20.6dB（見(jiàn)圖3.1）。
高容限
20.6dB
低容限
-60dBm
圖3.1 RSSI的動(dòng)態(tài)范圍和準確度
3.8 基準干擾信號定義
蘭牙已調干擾信號定義為：
調制方式 = GFSK
調制指數 = 0.32÷1%
BT= 0.5±1%
比特速率 = 1 Mb/s ±1 ppm
調制數據Modulating = PRBS9
頻率準確度優(yōu)于±1 ppm
聯(lián)系客服
