基于Wireless USB 技术的遥控设备设计

　　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

　　Wireless 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。扩频技术使得遥控设备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

　　Wireless 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。