扩频通信在航模和无人机遥控器中的应用
对于航模遥控器模友最大的关注可能是抗干扰了,这也是厂家面临的挑战。各国给航模遥控器分配的频率资源多在 27MHz,35MHz,40MHz,72MHz;每个频段带宽仅 1MHz.,且各个国家规定不同。2.4G 波段是开放波段,全球通用,且带宽达 83.5MHz,上游芯片资源较为丰富,于是厂家基本把遥控器的频率选在 2.4G 波段。由于 2.4G 是开放波段,无需授权,全球通用,此波段有 wifi,蓝牙,无绳电话,zigbee 等各类设备。走在街头拿出手机搜索一下 wifi 信号,能发现整个波段都挤满了信号。在如此拥挤的波段和恶劣环境下要确保不失控,通信技术至关重要。抗干扰是衡量一款遥控器好坏的第一指标。目前的抗干扰技术为扩频通信。
在介绍扩频通信前先介绍一下常规通信。无线通信就是要把我们想传递的信息如声音图像加载到更高的频率,通过天线传递出去,为什么不直接将信息无线传递而要用高频载波,是因为要传递的信息如声音只有不到 20KHz 的频率,频率越低波长越长,对应发射天线就越长,像 20KHz 频率波长为 15000 米,其发射天线将是巨塔。所以我们将声音信号加载到更高频率上,称作调制,以 FM 收音机为列,将像声音(几十KHz)这样需要传递的信号称作为基带,将其加载的载波频率如 89.8MHz 称为频带。调制常规为调幅(AM),载波幅度随基带信号幅度大小同步变化,如 AM 收音机和无线电视机;调频(FM),其载波频率随基带信号幅度大小改变,如 FM 收音机,72MHz PPM 航模遥控器;调相(PM),载波相位随基带幅度大小变化而改变。数字信号将实际人能感受到的连续信号编码成计算机能识别的 0,1 二进制,像早期 72MHz 出现过 PCM调制遥控器;当基带信号是数字时对应 AM、FM、PM 分别称作为 ASK,FSK,PSK。无调制时载波在频谱上是单频点,有调制时的频带将是连续频率的频谱,这个连续频率宽度称之带宽,带宽由基带信号宽度和调制方式决定。
下面给出几种调制方框图
对于航模遥控器模友最大的关注可能是抗干扰了,这也是厂家面临的挑战。各国给航模遥控器分配的频率资源多在 27MHz,35MHz,40MHz,72MHz;每个频段带宽仅 1MHz.,且各个国家规定不同。2.4G 波段是开放波段,全球通用,且带宽达 83.5MHz,上游芯片资源较为丰富,于是厂家基本把遥控器的频率选在 2.4G 波段。由于 2.4G 是开放波段,无需授权,全球通用,此波段有 wifi,蓝牙,无绳电话,zigbee 等各类设备。走在街头拿出手机搜索一下 wifi 信号,能发现整个波段都挤满了信号。在如此拥挤的波段和恶劣环境下要确保不失控,通信技术至关重要。抗干扰是衡量一款遥控器好坏的第一指标。目前的抗干扰技术为扩频通信。
在介绍扩频通信前先介绍一下常规通信。无线通信就是要把我们想传递的信息如声音图像加载到更高的频率,通过天线传递出去,为什么不直接将信息无线传递而要用高频载波,是因为要传递的信息如声音只有不到 20KHz 的频率,频率越低波长越长,对应发射天线就越长,像 20KHz 频率波长为 15000 米,其发射天线将是巨塔。所以我们将声音信号加载到更高频率上,称作调制,以 FM 收音机为列,将像声音(几十KHz)这样需要传递的信号称作为基带,将其加载的载波频率如 89.8MHz 称为频带。调制常规为调幅(AM),载波幅度随基带信号幅度大小同步变化,如 AM 收音机和无线电视机;调频(FM),其载波频率随基带信号幅度大小改变,如 FM 收音机,72MHz PPM 航模遥控器;调相(PM),载波相位随基带幅度大小变化而改变。数字信号将实际人能感受到的连续信号编码成计算机能识别的 0,1 二进制,像早期 72MHz 出现过 PCM调制遥控器;当基带信号是数字时对应 AM、FM、PM 分别称作为 ASK,FSK,PSK。无调制时载波在频谱上是单频点,有调制时的频带将是连续频率的频谱,这个连续频率宽度称之带宽,带宽由基带信号宽度和调制方式决定。
下面给出几种调制方框图