RSSI/キャリアセンスシーケンス

アプリケーションノート
MN87400/401
MN87400/401
RSSI/キャリアセンスシーケンス
パナソニック(株) AIS 社
セミコンダクター事業部
1
AP-MN87400_401-003
REV1.0
アプリケーションノート
MN87400/401
目次
1
本アプリケーションノートの目的.............................................................................................. 3
2
RSSI計測シーケンス ............................................................................................................ 3
2.1
起動時の設定 .................................................................................................................. 3
2.2
RSSI計測時の設定手順 .................................................................................................. 4
2.2.1
ダイバシティを使用していない場合 ........................................................................... 4
2.2.2
ダイバシティを使用している場合 ............................................................................... 5
2.3
3
RSSI計測結果 ................................................................................................................ 6
キャリアセンスシーケンス ....................................................................................................... 8
3.1
起動時の設定 .................................................................................................................. 8
3.2
キャリアセンスの手順........................................................................................................ 9
3.2.1
ダイバシティを使用していない場合 ........................................................................... 9
3.2.2
ダイバシティを使用している場合 ............................................................................. 12
2
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MN87400/401
1 本アプリケーションノートの目的
MN87400/401 を使用して、RSSI 計測および送信前キャリアセンスを行うシーケンスを提供しま
す。
2 RSSI計測シーケンス
チップ動作モードが TRX モードにおいて RSSI 計測要求をすると、チップ内部状態によっては
RSSI 計測結果が実際の信号レベルに対して大きくずれることがあります。RSSI 計測を正確に行う
ために、RSSI 計測は以下のシーケンスにて実行してください。
2.1
起動時の設定
RF_RXSTART_PARA(フレームメモリのアドレス 3a0h～に格納している RF 設定パラメータ)の
設定を以下のように設定してください。本設定は、アプリケーションノート
AP-MN87400/401-004(基本設定例)と同じものです。
Offset
コマンド
3a0h
0Ah
3a1h
01h 8Ah
3a3h
03h 8Ah
3a5h
43h 81h
3a7h
1Fh 85h
3a9h
61h BFh
ダイバシティ OFF 時の送受信用のアンテナを PERI_CNT1 レジスタ(140h)にて設定しておきま
す。
3
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2.2
RSSI計測時の設定手順
RSSI 計測は以下のシーケンスにて実行します。ダイバシティを使用しているかどうかでシーケン
スが変わります。
また、ES チップとそれ以外でレジスタ設定値が異なります。ES チップか否かの判別方法は、アプ
リケーションノート「AP_MN87400_004_基本設定例」を参照ください。
2.2.1
ダイバシティを使用していない場合
1. チップ動作モードを RXWAIT に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 0 に設定します。
設定例：RW 000h,0F39h)
2. RF 調整値の変更を行います。
ES チップ：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x037F に設定します。
設定例：RW 206h,037Fh)
others
：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x010F に設定します。
設定例：RW 206h,010Fh)
3. RSSI 計測要求を設定します。
(RXFRMCTR レジスタ(005h)の bit[3]を 1 に設定します。
設定例：RW 005h,0008h)
4. チップ動作モードを TRX に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 1 に設定します。
設定例：RW 000h,0F3Bh)
5. RSSI 完了割り込みなどで計測終了確認後、RSSI 値を読み出します。
（RXFRMCTR レジスタ(005h)の bit[15:8]を読み出します）
6. RF 調整値の設定を元に戻します。
ES チップ：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x0377 に設定します。
設定例：RW 206h,0377h)
others
：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x0000 に設定します。
設定例：RW 206h,0000h)
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2.2.2
ダイバシティを使用している場合
一度ダイバシティ動作を止めて、PERI_CNT1 レジスタにて指定したアンテナで RSSI 計測をし
ます。RSSI 計測後、ダイバシティ動作を復活させます。
1. チップ動作モードを RXWAIT に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 0 に設定します。
設定例：RW 000h,0F39h)
2. ダイバシティを OFF に設定します。
(DIVER レジスタ(126h)の bit[15]を 0 に設定します。
設定例：RW 126h,005Fh)
3. RF 調整値の変更を行います。
ES チップ：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x037F に設定します。
設定例：RW 206h,037Fh)
others
：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x010F に設定します。
設定例：RW 206h,010Fh)
4. RSSI 計測要求を設定します。
(RXFRMCTR レジスタ(005h)の bit[3]を 1 に設定します。
設定例：RW 005h,0008h)
5. チップ動作モードを TRX に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 1 に設定します。
設定例：RW 000h,0F3Bh)
6. RSSI 完了割り込みなどで計測終了確認後、RSSI 値を読み出します。
（RXFRMCTR レジスタ(005h)の bit[15:8]を読み出します）
7. チップ動作モードを RXWAIT に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 0 に設定します。
設定例：RW 000h,0F39h)
8. RF 調整値の設定を元に戻します。
ES チップ：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x0377 に設定します。
設定例：RW 206h,0377h)
others
：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x0000 に設定します。
設定例：RW 206h,0000h)
9. ダイバシティを ON に設定します。
(DIVER レジスタ(126h)の bit[15]を 1 に設定します。
設定例：RW 126h,805Fh)
10. チップ動作モードを TRX に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 1 に設定します。
設定例：RW 000h,0F3Bh)
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2.3
RSSI計測結果
測定条件は以下に示すとおりです。
センター周波数：920MHz / 2440MHz
ビットレート：100Kbps
測定温度：25℃
センター周波数 920MHz における、MN87400 の RSSI 計測結果は以下に示すとおりです。
入力波はセンター周波数(Fc)=920MHz の無変調信号です。
動作保障範囲は-10dBm 以下、-95dBm 以上です。
RSSI measurement result
Center freq=920MHz
140
-10dBm
-95dBm
120
Register (DEC)
100
80
60
40
20
動作保障範囲
0
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
Input Level [dBm]
6
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センター周波数 2440MHz における、MN87400 の RSSI 計測結果は以下に示すとおりです。
入力波はセンター周波数(Fc)=2440MHz の無変調信号です。
動作保障範囲は-30dBm 以下、-95dBm 以上です。
RSSI measurement result
Center freq=2440MHz
120
-95dBm
-30dBm
100
Register (DEC)
80
60
40
20
動作保障範囲
0
-120
-100
-80
-60
-40
Input Level [dBm]
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3 キャリアセンスシーケンス
送信前のキャリアセンスを行う場合、RSSI の測定誤差によりキャリア状態を誤判定することがあり
ます。誤判定の確率を少なくするため以下のシーケンスにて実行してください。また、フレーム送信
前の自動バックオフ機能は使えません。
3.1
起動時の設定
RSSI 計測と同様の設定をしてください。
フレーム送信前の自動バックオフを停止させるため、OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[11]を
1 に設定します。
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3.2
キャリアセンスの手順
キャリアセンスは以下のシーケンスにて実行します。ダイバシティを使用しているかどうかでシー
ケンスが変わります。
また、ES チップとそれ以外でレジスタ設定値が異なります。ES チップか否かの判別方法は、アプ
リケーションノート「AP_MN87400_004_基本設定例」を参照ください。
3.2.1
ダイバシティを使用していない場合
1. チップ動作モードを RXWAIT に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 0 に設定します。
設定例：RW 000h,0F39h)
2. RF 調整値の変更を行います。
ES チップ：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x037F に設定します。
設定例：RW 206h,037Fh)
others
：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x010F に設定します。
設定例：RW 206h,010Fh)
3. AGC を MAX ゲイン固定モードに設定します。
(AGC_CTR レジスタ(10bh)の bit[7]を 1 に設定します。
設定例：RW 10bh,0D8Fh)
4. SYNC_DELAY 値を 0 に設定します。
(SFDTIMEOUT レジスタ(108h)の bit[15:8]を 00h に設定します。
設定例：RW 108h,000Ah)
5. バックオフ要求を設定します。
(TXFRMCTR レジスタ(004h)の bit[6]を 1 に設定します。
設定例：RW 004h,0040h)
6. チップ動作モードを TRX に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 1 に設定します。
設定例：RW 000h,0F3Bh)
7. バックオフ完了割り込みなどで計測終了確認後、バックオフ結果を読み出します。
（TXFRMCTR レジスタ(004h)の bit[7]を読み出します
bit[7]=1: IDEL、bit[7]=0:BUSY）
8.
RF 調整値の設定を元に戻します。
ES チップ：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x0377 に設定します。
設定例：RW 206h,0377h)
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others
：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x0000 に設定します。
設定例：RW 206h,0000h)
9. AGC のゲイン固定モードを解除します。
(AGC_CTR レジスタ(10bh)の bit[7]を 0 に設定します。
設定例：RW 10bh,0D7Fh)
10. SYNC_DELAY 値を 25h に設定します。
(SFDTIMEOUT レジスタ(108h)の bit[15:8]を 25h に設定します。
設定例：RW 108h,250Ah)
7.でバックオフビジーでなければ TXFRMCTR レジスタ(004h)の bit[0]もしくは bit[1]を 1 に設
定し、フレーム送信設定(自動バックオフ無し)を行います(送信方法についてはアプリケーションノ
ート「AP_MN87400_002_フレーム送受信方法」参照)。
送信前キャリアセンスでチャネル幅を広げてキャリアセンスする場合には、受信チャネルフィルタ
設定を 3.の前に挿入してください。またキャリアセンス後は、受信性能を確保するため、チャネルフ
ィルタを受信信号帯域にあわせて再設定してください。
ACK フレーム受信しない場合には、チャネルフィルタ再設定および 8, 9, 10.の設定は、フレー
ム送信設定後に行っても問題ありません。
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-90dBm 入力レベルでキャリアの BUSY 判定をさせるように設定し、キャリアセンスを実行した場
合の結果を示す。RSSI 判定での誤差が 1dB 程度あるため、判定結果に 1dB の差が生じている
が安定して動作している。
測定条件
中心周波数=920MHz GFSK 100Kbps(M=1.0)
試行回数＝300 回/各入力レベル
判定値設定=1Dh(RW 10c 1d 15)
キャリア判定方法=3 回リピート(RW 013 01 02)
Carrier Sense Detection Result(Detect Threshold=-90dBm)
120.0%
THRESHOLD
IDLE Detection Probability
100.0%
80.0%
Board A
Board B
Board C
60.0%
40.0%
20.0%
0.0%
-92
-91
-90
-89
Input Signal Strength(dBm)
11
-88
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3.2.2
ダイバシティを使用している場合
一度ダイバシティ動作を止めて、PERI_CNT1 レジスタにて指定したアンテナでキャリアセンス
および送信をします。送信後、ダイバシティ動作を復活させます。
1. チップ動作モードを RXWAIT に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 0 に設定します。
設定例：RW 000h,0F39h)
2. ダイバシティを OFF に設定します。
(DIVER レジスタ(126h)の bit[15]を 0 に設定します。
設定例：RW 126h,005Fh)
3. RF 調整値の変更を行います。
ES チップ：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x037F に設定します。
設定例：RW 206h,037Fh)
others
：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x010F に設定します。
設定例：RW 206h,010Fh)
4. AGC を MAX ゲイン固定モードに設定します。
(AGC_CTR レジスタ(10bh)の bit[7]を 1 に設定します。
設定例：RW 10bh,0D8Fh)
5. SYNC_DELAY 値を 0 に設定します。
(SFDTIMEOUT レジスタ(108h)の bit[15:8]を 00h に設定します。
設定例：RW 108h,000Ah)
6. バックオフ要求を設定します。
(TXFRMCTR レジスタ(004h)の bit[6]を 1 に設定します。
設定例：RW 004h,0040h)
7. チップ動作モードを TRX に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 1 に設定します。
設定例：RW 000h,0F3Bh)
8.
バックオフ完了割り込みなどで計測終了確認後、バックオフ結果を読み出します。
（TXFRMCTR レジスタ(004h)の bit[7]を読み出します
bit[7]=1: IDEL、bit[7]=0:BUSY）
9.
RF 調整値の設定を元に戻します。
ES チップ：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x0377 に設定します。
設定例：RW 206h,0377h)
others
：(RC_TRIM レジスタ(206h)を 0x0000 に設定します。
設定例：RW 206h,0000h)
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アプリケーションノート
MN87400/401
10. AGC のゲイン固定モードを解除します。
(AGC_CTR レジスタ(10bh)の bit[7]を 0 に設定します。
設定例：RW 10bh,0D7Fh)
11. SYNC_DELAY 値を 25h に設定します。
(SFDTIMEOUT レジスタ(108h)の bit[15:8]を 25h に設定します。
設定例：RW 108h,250Ah)
12. チップ動作モードを RXWAIT に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 0 に設定します。
設定例：RW 000h,0F39h)
13. ダイバシティを ON に設定します。
(DIVER レジスタ(126h)の bit[15]を 1 に設定します。
設定例：RW 126h,805Fh)
14. チップ動作モードを TRX に設定します。
(OPE_MODE レジスタ(000h)の bit[1]を 1 に設定します。
設定例：RW 000h,0F3Bh)
8.でバックオフビジーでなければ TXFRMCTR レジスタ(004h)の bit[0]もしくは bit[1]を 1 に設
定し、フレーム送信設定(自動バックオフ無し)を行います(送信方法についてはアプリケーションノ
ート「AP_MN87400_002_フレーム送受信方法」参照)。
送信前キャリアセンスでチャネル幅を広げてキャリアセンスする場合には、受信チャネルフィルタ
設定を 4.の前に挿入してください。またキャリアセンス後は、受信性能を確保するため、チャネルフ
ィルタを受信信号帯域にあわせて再設定してください。
ACK フレーム受信しない場合には、チャネルフィルタ再設定および 9.から 14.の設定は、フレー
ム送信設定後に行っても問題ありません。
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20100202