ZigBee系统结构与射频性能分析及射频测试方法

应用层提供接收数据帧时无线信号的强度和质量信息，与信道能量检测不同的是，它要对信号进行解码，生成的是一个信噪比指标。这个信噪比指标和物理层数据单元一并提交给上层处理。LQI 测量是描述接收数据包的质量。其测量可能会用到接受机ED、信噪比估计，或者两者的结合。

　　●空闲信道估计（CCA）

　　物理层应提供以下方法中至少一种来体现空闲信道估计CCA的能力。判断信道的信号能量，若信号能量低于某一个门限量，则认为信道空闲；判断无线信道的特征，这个特征主要包括两方面，即扩频信号和载波频率；综合前两种模式，同时检测信号强度和信号特征，给出信道空闲判断。

　　●CCA测量参数

　　——ED 门槛为对应于接收信号功率至少大于接收机灵敏度+10dB。

　　——CCA 的检测时间应为8 符号周期。

　　4 ZigBee 射频参考测试方案

　　ZigBee 终端的射频测试系统由无线测试仪、频谱仪和信号发生器组成硬件平台，在此基础上采用GPIB或LAN口进行系统控制，在主控计算机上开发测试软件，最终实现全自动测试。

　　●无线测试仪：支持ZigBee 信令模式，支持IEEE802.15.4 规定的物理层特性的ZigBee信号。

　　●矢量信号源：支持IEEE 802.15.4 规定的物理层特性的ZigBee信号。

　　●频谱分析仪：支持ZigBee 终端频谱测试和杂散测试，带宽要达到30MHz～12.75GHz。

　　发射机测试原理图如图3 所示，ZigBee 发射信号进入矢量信号分析仪，测量各个发射机指标。

　　图3 发射机测试原理图

　　普通接收机测试原理图如图4 所示，矢量信号发生器产生标准ZigBee 信号传送给ZigBee 组件接收机，ZigBee 产生ACKFrame 确认接受。矢量信号分析仪分析ACK是否符合标准。

　　图4 接收机原理测试图

　　接收机阻塞原理图如图5 所示，矢量信号发生器1产生主要信号，矢量信号发生器2 产生邻信道干扰信号发送给待测件，测试接收机阻塞性能。

　　图5 接收机阻塞原理测试图

　　5 结束语

　　ZigBee 预计到2015 年国内物联网市场规模将达到7500 亿元，年复合增长率超过30%。智慧城市建设成为运营商推进物联网的重要落脚点。此外，工业和信息化部和财政部已设专项资金用以支持物联网发展。据悉，2013 年投入的专项资金支持预算较2012 年有所增长，将超过5 亿元。业内人士预计未来10 年内物联网会大规模普及，其产业规模将远超互联网。由此可知，ZigBee 技术将会发展迅速，其未来的应用范围也会相当的广泛。