在物聯(lián)網(wǎng)無線通信領(lǐng)域，隨著行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓寬，同一頻段下的設(shè)備通信需求正呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，然而這一增長(zhǎng)趨勢(shì)卻與頻譜資源的有限性形成了鮮明對(duì)立，信道擁擠、信號(hào)串?dāng)_與非線性失真等不良現(xiàn)象所造成的“通信壓力”正在持續(xù)放大。

從智能家居的設(shè)備互聯(lián)到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)控制，從智慧樓宇的廣域組網(wǎng)到智慧城市的海量數(shù)據(jù)傳輸，有限的頻譜資源不僅需要滿足不斷增長(zhǎng)的設(shè)備通信需求，還需要適配不同場(chǎng)景對(duì)速率、時(shí)延與可靠性等差異化要求。

在此背景下，如何在有限的頻譜資源中實(shí)現(xiàn)更為穩(wěn)定的無線通信質(zhì)量，已成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展路徑中的核心命題。

提升無線通信質(zhì)量，Sub-GHz射頻芯片有何“秘訣”？

Sub-GHz射頻芯片是指工作在頻率低于1GHz（如315MHz、433MHz、868MHz、915MHz等）的無線通信器件，主要用于實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間的互聯(lián)互通，是無線載波和數(shù)字信號(hào)之間的“翻譯官”，具備低功耗、長(zhǎng)距離傳輸與抗干擾能力相對(duì)較強(qiáng)等特性。

如上圖所示，華普微自主研發(fā)的CMT2310A就是一款擁有多種特色收發(fā)功能、可有效提升物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備無線通信質(zhì)量的數(shù)字模擬一體化收發(fā)機(jī)產(chǎn)品，其使用32MHz的晶體提供PLL的參考頻率和數(shù)字時(shí)鐘，并支持Direct和Packet兩種數(shù)據(jù)處理模式。

CMT2310A射頻接收鏈路采用了LNA+MXR+PGA+ADC+PLL的低中頻結(jié)構(gòu)，射頻發(fā)射鏈路采用標(biāo)準(zhǔn)的PLL+PA結(jié)構(gòu)，無需額外增加射頻開關(guān)器件，即可擁有良好的發(fā)射與接收射頻性能。

當(dāng)CMT2310A工作在有強(qiáng)帶外干擾的環(huán)境時(shí)，器件可通過自動(dòng)增益控制環(huán)路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的增益，即可獲得最佳的系統(tǒng)線性度、選擇性與靈敏度等性能。

值得一提的是，CMT2310A內(nèi)部還設(shè)有一個(gè)小型的微控制器（只限于原廠內(nèi)部編程），該控制器負(fù)責(zé)調(diào)度芯片的各種運(yùn)作，包括支持豐富的無線收發(fā)處理，例如自動(dòng)ACK、自動(dòng)跳頻、DUTY-CYCLE低功耗收發(fā)與載波監(jiān)聽多路訪問CSMA等特色收發(fā)功能。

CMT2310A提供SPI通訊接口，外部MCU可通過訪問相關(guān)寄存器的方式來對(duì)芯片的各種功能進(jìn)行配置，控制主芯片，并訪問FIFO。

以載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA）功能為例，外部MCU可通過讀寫相關(guān)寄存器來設(shè)置信道非空閑情況下最大偵聽的次數(shù)，如果在達(dá)到最大偵聽次數(shù)后，信道仍處于繁忙狀態(tài)，CMT2310A則退出CSMA返回到READY狀態(tài)。

CSMA功能是一種在傳輸發(fā)射前先感知當(dāng)前信道閑忙情況再?zèng)Q定是否發(fā)送的一種沖突避免機(jī)制（先聽后說），其核心機(jī)制是通過將RSSI與設(shè)定的閾值做比較，從而判斷信道閑忙情況。

CSMA功能避免了不同發(fā)射機(jī)同時(shí)使用相同的信道，并增加了接收機(jī)正確接收到數(shù)據(jù)包的概率，可有效提升物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的通信質(zhì)量。（注：更多細(xì)節(jié)請(qǐng)閱讀CMT2310A產(chǎn)品規(guī)格書）

CMT2310A，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信保駕護(hù)航

CMT2310A采用QFN封裝技術(shù)，產(chǎn)品尺寸僅為4mm×4mm×0.75mm，具備高集成度，極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所需的外圍物料。

同時(shí)，高達(dá)+20dBm的發(fā)射功率和-122dBm的靈敏度優(yōu)化了應(yīng)用的鏈路性能，可以靈活地滿足各種應(yīng)用的需求。

例如，在低功耗的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，合理配置CMT2310A的相關(guān)寄存器即可使得傳感器節(jié)點(diǎn)的Tx和Rx工作于Duty Cycle運(yùn)轉(zhuǎn)模式，可在確保數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)耐瑫r(shí)，大幅降低傳感器節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行功耗，延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)待機(jī)時(shí)間。

在分布式的電表網(wǎng)絡(luò)中，大量電表節(jié)點(diǎn)通常分布于居民樓、工業(yè)廠區(qū)等復(fù)雜環(huán)境，需定期將用電量、電壓等數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心。

CMT2310A的Duty Cycle低功耗模式可使節(jié)點(diǎn)僅在預(yù)設(shè)抄表時(shí)段（如每日凌晨）喚醒，通過SPI接口快速讀取電表數(shù)據(jù)并完成調(diào)制發(fā)射，其余時(shí)間進(jìn)入深度休眠狀態(tài)，大幅降低運(yùn)維成本。

展望未來，隨著全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接規(guī)模持續(xù)激增，Sub-GHz射頻芯片作為支撐萬物互聯(lián)的底層通信硬件之一，將圍繞“高效用頻、泛在連接、靈活適配、穩(wěn)定可靠”等方向進(jìn)行持續(xù)技術(shù)迭代，以推動(dòng)無線通信向更智能、更普惠、更穩(wěn)定的方向發(fā)展，深度賦能千行百業(yè)的數(shù)字化互聯(lián)升級(jí)。