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由于 2.4GHz 技術在全球范圍內均可免授權使用、數(shù)據傳輸速率更快，且相對于不足 1GHz 的技術而言還有許多其他內在的優(yōu)勢，目前得到了上述諸多無線系統(tǒng)的普遍青睞。但這種技術的缺點在于，這些系統(tǒng)不僅要相互之間、而且也要和 Wi-Fi、無繩電話和藍牙等各種正在流行的2.4GHz系統(tǒng)爭搶頻道，各種 2.4GHz 無線系統(tǒng)之間不可避免地會發(fā)生相互干擾，增加通信故障的幾率。因此，射頻工程師只構建可以無線收發(fā)數(shù)據的無線電設備和協(xié)議棧而不考慮抗干擾機制顯然已遠遠不夠。設計人員必須采用智能技術，確保嵌入式無線系統(tǒng)在日益擁擠的 2.4GHz 射頻頻譜中能夠切實可靠地工作。
功耗是射頻工程師面臨的另一大關鍵問題。許多嵌入式無線應用都要求電池供電的產品能夠持續(xù)工作達數(shù)年之久，而不是僅持續(xù)幾個星期或幾個月。工程師不能僅采用超低電流消耗的射頻組件來優(yōu)化系統(tǒng)效率。大多數(shù)低功耗收發(fā)器在睡眠模式中的耗電量都比其在收發(fā)模式中的低 1000 倍，因此工程師必須設法減少過多的重復發(fā)送循環(huán)并盡可能延長系統(tǒng)的睡眠時間。工程師可通過動態(tài)數(shù)據速率和動態(tài)輸出功率技術解決可靠性和功率效率問題。
可靠性
您只需觀察設備間成功傳輸?shù)臄?shù)據包占所有數(shù)據包的比例就能判斷出無線鏈接的可靠性。在許多情況下，提高成功傳輸率可能只會增強用戶的使用體驗。但是，在安全和醫(yī)療設備等特定應用中，成功傳輸率是一個不容忽視的關鍵要求。
在典型的低功耗射頻系統(tǒng)中，信道以一定的數(shù)據速率發(fā)送和接收數(shù)據包。工程師常常采用頻率捷變技術來增強可靠性，讓系統(tǒng)在面臨當前信道噪聲過大、導致數(shù)據包丟失的情況下主動選擇噪聲較低的信道。具有頻率捷變的系統(tǒng)要求收發(fā)器能夠快速切換信道，而且需要協(xié)議棧能夠告訴收發(fā)器選擇哪個信道。大多數(shù)低功耗 2.4GHz 收發(fā)器都能迅速切換信道，但并非所有的協(xié)議棧都具有內置的頻率捷變。最新型 ZigBee 2007 Pro 規(guī)范和賽普拉斯專有的CyFi Star網絡協(xié)議都具有可防御干擾的頻率捷變。
不過，頻率捷變自身還遠不足以確保 2.4GHz 頻帶內的無憂安全連接。在一些采用頻率捷變的實施方案中，系統(tǒng)僅在數(shù)據包大量丟失而引發(fā)網絡連接故障時才切換信道。因為只能在網絡連接發(fā)生故障后才會啟用新的低噪聲信道，這種性能并不理想。鑒于此，頻率捷變尚不足以預防系統(tǒng)故障，而僅能從故障中恢復而已�；謴凸δ軐梢匀菰S隨機數(shù)據包丟失的體育休閑類應用可能已經足夠了，但有些應用（如醫(yī)療設備和工業(yè)過程控制）則不能容許數(shù)據包有過多的丟失。
頻率捷變的另一不足之處在于其假定相關射頻頻譜中總是存在一條無噪聲的信道。在 2.4GHz 頻帶中，802.11g 路由器等設備要占用 22 MHz 的帶寬，而 802.11n 路由器則會占用多達 40 MHz 的帶寬。僅兩臺 Wi-Fi 路由器就足以占用整個 2.4GHz 頻帶了，而其他系統(tǒng)很難再找到未占用的低噪聲信道，因而降低了頻率捷變的有效性。
優(yōu)化可靠性
盡管頻率捷變自身還不足以提供全面的可靠性，不過我們可通過實施動態(tài)數(shù)據速率來增強穩(wěn)健性，從而確保 2.4GHz 頻帶內的無憂安全連接。“動態(tài)數(shù)據速率”是指系統(tǒng)實時自動變換數(shù)據傳輸速率的能力。顯而易見，人們似乎總是傾向使用最大傳輸速率。例如，就手機而言，Apple iPhone可以在移動環(huán)境增強型數(shù)據速率全局系統(tǒng) (EDGE)、第三代 (3G) 和 Wi-Fi 協(xié)議之間無縫切換，從而為用戶提供盡可能高的數(shù)據速率。
圖1，32片順序。
