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基于Wireless USB 技术的遥控设备设计

作者:时间:2013-07-31来源:网络收藏

  3 基于认知无线电理念的软件设计

  随着无线通信的迅速发展,各种无线通信系统综错复杂,例如GSM/GPRS、IEEE802. 11、蓝牙、UWB、ZigBee、3G( CDMA 系列) 、WiMAX、IEEE 802. 16、无绳电话、WiFi等。复杂的电磁环境下各系统容易相互干扰。为使所设计遥控器能在复杂环境下可靠工作,本文的软件设计是基于认知无线电理念的,接收信号强度检测( RSSI) 是该理念的实现基础。项目软件部分拟采用模块化结构,各功能模块均编成子程序,便于软件系统的调试和完善。这部分程序主要分为主程序、数据采集与数字滤波子程序、A/D通道转换子程序、看门狗监控子程序、通信模块配置子程序和通信模块低功耗配置程序等。篇幅所限下文仅对抗干技术作陈述。

  3. 1 扩频技术

   USB 支持扩频技术,开发程序时只需作相应设置即可选择扩频模式和扩频码。CYRF6936 支持的伪码长度有32 位和64 位两种,在寄存器FRAMING_CFG_ADR( 地址0×10) 中设定伪随机码位数,所使用伪噪声码在寄存器SOP_CODE_ADR( 地址0×22) 中设定。在寄存器DATA32_THOLD_ADR( 地址0×11) 和DATA64_THOLD_ADR( 地址0×12) 中分别设定32 位、64 位伪码相关阈值,伪噪声码具有良好的相关特性,接收端接收到数据后进行相关运算,相关值大于设定阈值,认为是所需数据包进行后续操作,反之认为是非所需数据包,弃之不理。扩频技术使得可与其他近距无线系统共存,减小对其他设备的干扰,又能可靠工作。

  3. 2 纠错编译码

   USB 技术支持的数据传输帧结构如图4 所示。

  项目根据实用化考虑拟采用采样精度为10 位的微控制器,而上述帧格式中每一路采样数据占2 byte.为满足系统帧结构,一般采用( 15, 11) BCH 编码( 2 位空闲位) ,其生成多项式为g( x) = x4 + x + 1 或g( x) = x4 + x3 + 1,码字结构见图5,该编码方式只能纠正1 位错误。

  控制系统采样数据各位权值是不相等的,最高位权值为29,最低位权值为20,为实现多位纠错,且考虑低采样位权值小,出现误码对控制系统应用影响较小的特点,在软件设计中可对每一路采样数据采用( 14,8) ( 仅对高8位采样值编码,最低2 位采样值不做编码) 循环码( BCH码) .其生成多项式为g( x) = x6 + x2 +1,码字结构如图6所示。该编码方法的不足之处在于一旦将低位误码判为高位误码( 如将差错图00000000100010 误判为10000000000000,因为这两差错图具有相同的伴随式) ,对控制系统而言将产生严重错误,需提到的是( 15, 11) BCH码也存在相同的问题。

  为解决( 或降低) 上述问题( 纠错位少和小错误变大错误的问题) ,项目组拟采用双( 7,4) BCH 编码( 低2 位不编码) ,即按权值分段编码,权值最高的4 位做一组BCH编码,较低的4 位作完全不相关的另一组BCH 码,这样不仅能纠正不止1 位错误,而且即使发生错纠,也是段内错误,减小错误程度,如图7 所示。



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