2.4GHz无线收发器及应用方案大全

　　概述

　　随着信息技术的飞速发展和人们对高速率无线通讯的需求，无线应用产品的工作频率已经从低频段跨入高频段。作为均无需授权即可使用的2.4 GHz ISM频段成为众多无线高端产品频段，譬如蓝牙，WLAN，ZigBee等。博通集成电路公司的2.4GHz无线收发器BK2421采用高达2Mbps的通讯速率和独特的通讯协议，不但保持了 2.4 GHz 频段其他通讯协议优良的射频性能，而且简化了产品设计，节省了产品开发成本，降低了产品功耗，是国内一颗达到世界先进水平的2.4GHz无线收发器。本文详细介绍了这一收发器产品性能和特点并在给出了基于BK2421所完成的PC周边设备方案（包括无线鼠标键盘、无线遥控等），汽车无线防盗和马达自动起动方案和移动支付RFID子系统方案。

　　BK2421性能和特点

　　BK2421是一颗工作在开放2.4GHz ISM频段的单芯片无线收发器，集成了无线射频收发前端、频率综合器、数字调制解调器、1对6 星形通信协议以及电源管理。相比其他2.4GHz短距离无线通信技术（如蓝牙，WiFi等），它以非常低的功耗实现高速率无线传输（可以达到2Mbps），接收器正常工作电流为17mA，发射器输出功率0dBm的电流为14mA，关机状态电流为3uA。

　　BK2421集成两种调制方式，分别为CPGFSK调制（Continuous Phase Gaussian Frequency Shift Key，相位连续高斯频移键控）和CPFSK调制（Continuous Phase Frequency Shift Key，相位连续频移键控）。其频谱如图1所示，其中BT为3dB带宽和 传输速率的乘积（3-dB bandwidth-symbol time）。

　　CPFSK调制方式可以显著提高芯片灵敏度。另外BK2421还支持调制频偏可调节，从而便于用户根据具体情况调节这些参数来提高通信距离。 下面通过模型仿真和测试结果验证这种功能。

　　模型和测试条件：BT＝0.5，fb=1Mbps，两种调制频偏分别为160KHz和300KHz，接收器中频带宽1.1MHz。

　　仿真了两种不同调制频偏下各自的BER（Bit Error Rate，误码率）与SNR（Signal Noise Rate，接收器输入信噪比）关系，如图 2所示：

　　从上图我们可以得出，输出几乎相同BER（0.0025），频偏300KHz所需要的SNR比频偏160KHz小5dB，也就是说接收器接收频偏300KHz的调制信号时的灵敏度比接收频偏160KHz的调制信号好5dB。

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