《電子技術應用》
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1GHz以下頻帶短距離無線系統設計要點
來源:電子元件技術
摘要: Bluetooth、WLAN、ZigBee等短距離無線技術之裝置(SRD)日益增加,本文將鎖定使用全球不需執照授權的1GHz以下頻帶進行詳細介紹,并分析跳頻展頻(FHSS)、直接展頻(DSSS)等不同寬帶調變技術,以及各國相關現行做法,提供1GHz以下頻帶無線系統設計者最佳開發導覽。
Abstract:
Key words :

        Bluetooth、WLAN、ZigBee等短距離無線技術之裝置(SRD)日益增加,本文將鎖定使用全球不需執照授權的1GHz以下頻帶進行詳細介紹,并分析跳頻展頻(FHSS)、直接展頻(DSSS)等不同寬帶調變技術,以及各國相關現行做法,提供1GHz以下頻帶無線系統設計者最佳開發導覽。
  SRD無線系統設計需考慮頻率選擇
  短距離裝置(SRD)此一名稱所涵蓋的,是能夠提供單向或雙向通訊,且幾乎不會對其他無線電設備造成干擾的各類無線電發射器。我們很難將所有SRD的應用完整列出,因為它們提供了太多不同的服務,其中較為受歡迎的應用包括有:

  家庭遙距控制(Telecontrolforhome),或是其它建筑物自動化系統
  無線感測系統
  警報器
  汽車,包括遙控免鑰匙門禁與遙控汽車啟動
  無線語音及視訊
 
  SRD無線系統的設計者在選擇無線通信頻率上需要格外小心。在大多數的情況下,此選擇被侷限于頻譜中容許免執照使用的那些部份,而前提是必須符合使用上的特定規格與條件。表一所列為全球可使用的頻帶。
  全球頻率分配

                                                           表一.全球SRD頻率分配
  2.4GHz頻帶被設計者普遍使用來建構能夠全球使用的各種系統,事實上,該頻道已經成為Bluetooth、WLAN及ZigBee等標準的不二選擇。5.8GHz的頻帶也已吸引不少的注意,舉例來說,像是無線電話或是WLAN的802.11a版本等。
  然而,對于同時需要較大范圍及較低功耗的系統而言,低于1GHz的頻帶由于其較低的共存性(co-existence)問題與較大的傳送范圍,仍是有其必要性的,因為此兩者都會影響到功耗,而功耗對于以電池供電的應用而言是一個非常重要的考量。
    低頻發射器傳送范圍的改善,可以用簡化版的Friis傳輸方程式來表示,此方程式提供了接收天線上存在的功率Pr與供給發射天線的功率Pt兩者之間的關系:
  此方程式中假設兩支天線有一致的增益,它可顯示出,對于一固定的發射功率Pt而言,接收到的功率會隨著距離d的平方,以及頻率f的平方而降低(或是隨著波長λ的平方而增加)。當接收的功率低于能正確解調變信號所須的最小功率(即所謂的靈敏度點:sensitivitypoint)時,連結便會崩潰。
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