2.4 跳頻序列和圖案

本系統(tǒng)采用自適應(yīng)跳頻的方式，屬于QoS策略的一部分。

跳頻通信是擴(kuò)頻通信的一種，也是最廣泛使用的一種。工作原理是收發(fā)雙方傳輸信號(hào)的載波頻率按照預(yù)定的規(guī)律進(jìn)行離散變化。跳頻通信具有隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。預(yù)定規(guī)律組成的頻率序列稱為跳頻圖案。

本系統(tǒng)并沒有采用參考設(shè)計(jì)中給出的順序增加頻率序列，而是采用了PN偽隨機(jī)碼序列。這種序列具有很好的抗干擾性，具有類似于白噪聲一樣的自相關(guān)性，難以被監(jiān)聽和發(fā)生串?dāng)_。

PN碼特點(diǎn)如下：有足夠多的地址碼；不同碼元數(shù)平衡相等；有尖銳的白相關(guān)特性，即滿足下式：

 

m序列就是一個(gè)滿足上述特性的PN序列。由于本系統(tǒng)有38個(gè)跳頻點(diǎn)，所以采用了5級(jí)的m序列作為PN碼，本原多項(xiàng)式為x5+x2+1，最后的序列圖案為：16，24，28，14，7，19，9，4，2，17，8，20，10，21，26，29，30，15，23，27，13，22，11，5，18，25，12，6，3，1。為了保證頻率有一定的間隔，在上述序列基礎(chǔ)上每個(gè)都乘以2即為跳頻圖案。

經(jīng)過測(cè)試，此跳頻序列系統(tǒng)與其他跳頻序列系統(tǒng)共存時(shí)，出現(xiàn)噪聲抖動(dòng)次數(shù)少于順序序列跳頻圖案系統(tǒng)，音頻噪聲出現(xiàn)頻率僅為后者的一半，抗干擾能力較強(qiáng)。

2.5 射頻放大器設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)射頻放大器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1) 放大器模塊要滿足增益要求，包括大小、穩(wěn)定性、功耗等，也要滿足其他的S參數(shù)要求。本系統(tǒng)采用的是SiGe公司的Class A放大器PA2423L，其輸出峰值功率為+22.5dbm。

(2) 放大器的輸入輸出要盡量隔離。由于放大器的增益很高，容易造成輸出回到輸入的正反饋振蕩，所以在輸入輸出端的元件要盡量靠近管腳，走線避免有尖角，防止長(zhǎng)引線和尖角的天線效應(yīng)，并且做好阻抗匹配。如圖5。

 

(3) 出于EMI／EMC方面的考慮，需要在PCB板上每隔λ／20(或更小)的地方打孔。

(4) PA離AD／DA等模擬部分和關(guān)鍵數(shù)字部分必須有一定距離。控制信號(hào)和RF信號(hào)盡量不要交叉，迫不得已的情況下可以交義，但是最好正交。盡量避免破壞RF信號(hào)底面鋪銅的完整性。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件設(shè)訃包括了傳輸模式選擇、地址選擇、地址碼設(shè)計(jì)、跳頻圖案設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)時(shí)首先需要選擇系統(tǒng)是傳輸數(shù)字音頻還是模擬音頻，這一點(diǎn)可以通過MCU外部的管腳電平狀態(tài)確定。其次需要選擇合適的地址和地址碼，寫入內(nèi)部寄存器，用于區(qū)別兩套不同的傳輸系統(tǒng)。跳頻圖案設(shè)計(jì)是軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

由于MCU和nRF24Z1的SPI接口速率較高，可達(dá)到1Mbps，所以在軟件中需要對(duì)時(shí)序做準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)。另外，本系統(tǒng)為了消除開機(jī)POP噪盧的影響，在開機(jī)時(shí)進(jìn)行延時(shí)操作，可以檢測(cè)無線連接的狀態(tài)并采取相應(yīng)的措施。

數(shù)字和模擬音頻的無線傳輸是一個(gè)熱點(diǎn)話題，本系統(tǒng)較好地實(shí)現(xiàn)了以上的系統(tǒng)功能，通過軟件設(shè)計(jì)、跳頻設(shè)計(jì)、放大器設(shè)計(jì)等，使數(shù)字／模擬音頻傳輸系統(tǒng)達(dá)到了CD高音質(zhì)傳輸指標(biāo)，傳輸距離達(dá)到了室外80米以上，室內(nèi)30米以上。輻射方面也達(dá)到了FCC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外，本系統(tǒng)具有很強(qiáng)的商業(yè)前景，將在PC多媒體、家庭影院、汽車電子等方面有廣泛的應(yīng)用。