基于Wireless USB 技术的遥控设备设计

户通过按键选择所需功能。这与市场现有的万能遥控器相似，但更有优势。厂家也可生产通用遥控硬件模块，出场时根据需要分类下载具体功能，成为不同功能的遥控器，且便于产品升级换代（ 硬件不变，软件升级即可） .还可绑定多版本、多功能程序软件出售，用户可根据需要改变遥控功能。实现软件无线电理念。此外，Wireless USB 技术协议简单，随着通信技术的日益普及，相当一部分用户可根据需要设计相应的应用程序。以上通用遥控模块可支持用户自行开发遥控功能。

　　项目组在理论研究的基础上依据上述通用模块体系结构分别设计了原理实验接收机、发射机。PCB 板设计时选择常用的FR-4 板材四层双面板布线，中间两层接地。布局布线时在降低射频电路串扰噪声、信号完整性控制、电磁兼容性设计等方面作了深入研究。

　　射频电路设计是本项目硬件设计的一个难点。寄生电容和寄生电感的存在会影响射频电路的性能。需要用到传输线理论，即在传输线上的是分布参量网络，在整个长度内线上的电压和电流的幅值和相位都可能发生变化。

　　设计中使用TXLINE 软件和ADS 软件联合仿真的方式，进行射频电路阻抗的匹配。射频部分均使用0402 封装贴片元件。

　　实验板基带信号处理采用GPP（ 通用处理器） ,综合考虑功耗、功能等因素，接收机、发射机分别采用AVR 系列ATMEGA8L,ATMEGA16L 单片机作为微处理器，射频部分均采用基于Wireless USB 技术的CYRF6936 集成芯片，单片机和射频芯片通过SPI 口连接电路采用5 V 直流电压供电，电源转换芯片为XC6209B332（ 5 V 转3. 3 V） .

　　单片机ATMEGA8L、ATMEGA16L,射频芯片CYRF6936,电源芯片XC6209B332 的外围电路分别见其参考设计。接收机在通用模块的基础上添加了程序下载接口（ SPI 接口） 、6路I /O 接口和电源接口（ 接收机尺寸4 cm ×2 cm） .发射机在通用模块的基础上增加了程序下载接口（ JTAG 接口） 、RS-232 串口转换电路、5 个功能按键、11 个指示灯、16 个I /O 接口和电源接口（ 发射机尺寸10 cm × 8 cm） .接收机、发射机试验样机分别如图2、图3 所示。

　　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