這個博客系列的第1部分回顧了歐洲868MHz ISM波段內(nèi)的wM-Bus協(xié)議標準。今天，我們來仔細地看一看針對169.400MHz波段內(nèi)75kHz窄帶進行優(yōu)化的協(xié)議版本。這個版本在針對監(jiān)測、追蹤、數(shù)據(jù)采集和儀表讀數(shù)應(yīng)用的歐洲規(guī)范 (EN) EN300 220 v.2.4.1標準內(nèi)進行了定義。+500mW（或+27dBm）的最大輻射功率和小于10%的占空比可實現(xiàn)一個廣域網(wǎng) (WAN) 方法，在人口密集環(huán)境中可以覆蓋數(shù)公里的范圍。這個方法的設(shè)計思路是將盡可能少的，但是又高精密數(shù)據(jù)采集器 (DC) 元件組合在一起，在不需要中繼器的情況下，每個元件能夠支持多達1000終端節(jié)點（或智能儀表）。通過將總共75kHz的可用帶寬分為6個12.5kHz的窄帶通道，EN13757-4:2014-2定義了wM-Bus N模式 Nabcdef和Ng。其中的4個通道 (Nabef) 能夠承載4.8kbps的數(shù)據(jù)速率，而另外2個通道 (Ncd) 數(shù)據(jù)速率為2.4kbps，支持2-GFSK調(diào)制。還定義了更高的數(shù)據(jù)速率通道 (Ng)，采用4-GFSK調(diào)制來實現(xiàn)19.2kbps的數(shù)據(jù)速率，并且占用一個帶寬為50kHz的通道（請見圖1）。

圖1.wM-Bus模式N模式與ETSI 300 220 v2.4.1之間的關(guān)系

這個wM-Bus N模式已經(jīng)被采用為意大利和法國住宅內(nèi)燃氣表，以及法國水表的RF通信協(xié)議。在N模式中，最高可能的接收器等級 (Hr) 應(yīng)該符合ETSI 2類接收器阻斷要求。實際上，由于已知的數(shù)據(jù)視頻廣播 (DVB) 或FM收音機發(fā)射器等干擾源的確是以其它頻率運行，不過它們高達數(shù)千瓦的RF功率仍然會導(dǎo)致某些干擾，即使在169MHz ISM波段內(nèi)也是如此，所以，對于設(shè)計人員來說，比較明智的做法是以更加具有挑戰(zhàn)性的ETSI 1類規(guī)范接收器系統(tǒng)為設(shè)計目標。

那么，ETSI 1類規(guī)范到底是什么呢？

簡單地說，它是EN300 200 v2.4.1項下，針對“高可靠性SRD通信介質(zhì)；比如說為人類生活固有系統(tǒng)提供服務(wù)（有可能造成身體傷害）”的最嚴格RF接收器技術(shù)規(guī)格。

1類規(guī)范中，一個最有挑戰(zhàn)性的要求就是臨近通道抑制/選擇性。這個技術(shù)參數(shù)測量的是接收器對于距離只有+-12.5kHz遠的干擾源的耐受程度。由于這個干擾源距離所需信號太近，所有無法用外部SAW濾波器進行濾除。另外一個須符合的非常具有挑戰(zhàn)性的條件是雜散響應(yīng)抑制，在達到RF頻率的0.1%時，需要為60dB。在頻率為169MHz時，這個值只有169kHz，所以IF頻率高于85kHz的RF收發(fā)器將獲得高于169kHz的圖像頻率，并且必須具有60dB以上的抑制能力。

TI的高性能Sub-1 GHz CC1120 RF收發(fā)器系列正在符合和超過N模式wM-Bus標準 (EN13757-4) 的所有要求，其中包括意大利和法國燃氣表技術(shù)規(guī)格的全部RF要求。此收發(fā)器能夠完全接收所有包含16位報頭的N模式報文（其中包括4-GFSK子模式），而由于它的波形匹配 (WaveMatch) 特性，不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)包丟失。極快自動增益控制穩(wěn)定僅需4個數(shù)據(jù)位；如果與RX嗅探 (Sniff) 模式一同使用，它保持最大的CC1120靈敏度，并且在搜索報頭的同時，如TIDC-WMBUS-169MHz 中所示，減少了平均電流。通過采用一個CC1120寄存器設(shè)置的經(jīng)優(yōu)化集合，被稱為“最佳阻斷”，在無需增加昂貴的外部表面聲波 (SAW) 濾波器或LNA組件的情況下，即可實現(xiàn)ETSI 1類接收器系統(tǒng)性能。CC1120 RF接收器是業(yè)內(nèi)第一款集成收發(fā)器，它可以在無需外部SAW濾波器的情況下實現(xiàn)ETSI 1類兼容性，并且在RF性能和穩(wěn)健耐用性方面處于市場領(lǐng)先地位。你可以在TI Designs參考設(shè)計TIDC-WMBUS-169MHz和TIDC-MULTIBAND-WMBUS中找到更多關(guān)于CC1120的技術(shù)信息。只需幾個寄存器變化就可以將CC1120調(diào)節(jié)到“最佳靈敏度”或“最佳阻斷”。這一功能可實現(xiàn)靈活的wM-Bus N模式解決方案，可在現(xiàn)場自動適應(yīng)不斷變化的RF干擾。

除了RF子系統(tǒng)本身，TI還引入了針對長電池使用壽命應(yīng)用參考設(shè)計的能量緩沖(PMP9753)等創(chuàng)新型電池管理解決方案，這免除了對于昂貴的混合層電容器 (HLC) 組件的需要，并且可以使用不同供貨商的多種電池類型。

將電池管理、N模式兼容RF系統(tǒng)與一個完整的CIG兼容wM-Bus堆棧組合在一起（這個堆棧在意大利使用，并且用于高級超低功耗度量衡設(shè)備（請見用于旋轉(zhuǎn)感測或超聲波TIDM-ULTRASONIC-FLOW-TDC的EVM430-FR6989）），TI正在提供多重優(yōu)化平臺，以實現(xiàn)支持169MHz RF通信的智能流量計。

本系列的下一篇博客會談到如何用全新超低功耗無線微控制器來實現(xiàn)下一代針對868和433MHz應(yīng)用的單芯片wM-Bus解決方案；別走開，請隨時關(guān)注即將發(fā)布的On the Grid上的帖子。