目录

1 前言

2 原理分析

2.1 主要操作

2.2 功耗计算

3 命令设置

3.1 配置CAD

3.2 启动CAD

4 Sleep模式下启动CAD

5 CAD最佳配置分析

1 前言

        无线网络应用中，通常要求设备尽可能休眠，最大限度降低功耗，但又希望节点能尽可能及时地收发无线数据。传统的使用接收信号强度RSSI值并不适用于LoRa调制技术，由于扩频调制的原因，LoRa信号是允许低于环境底噪的，所以RSSI判定的方式很难确定信道是否被占用。

        为了有效检测信道占用情况，Channel Activity Detection（信道活动检测）被设计出来用于以最节能的方式检测在信道上的LoRa信号。

2 原理分析

        CAD模式下将对波段进行非常快速的扫描，以检测LoRa信号。SX126x芯片会监听LoRa前导和数据，而之前的产品例如SX127x只能监听LoRa前导。

2.1 主要操作

        一旦进入CAD模式，芯片会完成如下操作：

• PLL锁定
• 接收机从信道捕获LoRa前导或者数据symbol，当前功耗等效于接收模式，执行时间由启动CAD时配置的监听Symbol长度而决定
• 无线电接收机和锁相环关闭，调制解调器数字处理开始
• 调制解调器搜索无线电捕获的样本和理想波形之间的相关性。执行这个关联过程所花费的时间比一个符号周期短一点，并且该阶段功耗只有接收模式的一半
• 一旦计算完成，调制解调器产生CadDone中断。如果关联成功，则同时生成CadDetected中断
• 切换至STDBY_RC模式或者Rx模式

2.2 功耗计算

        CAD的功耗计算主要分为2个阶段：监听阶段和处理阶段

• 监听阶段：打开接收窗口搜索LoRa信号，窗口时间由命令SetCadConfig()中参数cadSymbolNum决定，单位是symbol。如何换算成时间请参考《Lora技术- 码片/码元/数据速率以及空中时间计算》

• 处理阶段：捕获到LoRa信号后，会进行波形文件对比，该处理阶段持续时间比一个符号周期短一点，电流消耗只有接收模式的一半左右

• 下图举例不同调制带宽BW下，最大电流消耗，具体详细的数据可以查看芯片手册

3 命令设置

3.1 配置CAD

        通过命令SetCadConfig(...)配置CAD模式的参数。可以配置CAD监听时长，监听信号灵敏度的阈值以及CAD退出时的工作模式。

        各参数定义如下：

• cadSymbolNum

        监听Symbol的长度，可以设置1/2/4/8/16

• cadDetPeak & cadDetMin

        参数cadDetPeak和cadDetMin定义了LoRa调制解调器在试图与实际的LoRa调制信号关联时的灵敏度。这两个设置取决于LoRa传播因子和带宽，还取决于用于验证或不检测的符号的数量。选择正确的值是不容易的，必须仔细测试所选的值，以确保在灵敏度水平上有良好的检测，并限制错误检测的数量。在后面会单独分析

• cadExitMode

        设置CAD操作完成后的模式。

        CAD_ONLY - CAD结束后回到STDBY_RC模式

        CAD_RX - CAD结束后会开启Rx窗口，该窗口时间通过cadTimeout参数配置

• cadTimeout(23:0)

        这个参数仅仅用在cadExitMode = CAD_RX的情况下。如果退出模式是CAD_RX，设置RX的超时时间，计算公式如下：

        Rx Timeout = cadTimeout * 15.625 （us）

3.2 启动CAD

        通过命令SetCAD()启动CAD检测LoRa信号。在搜索周期结束时，如果中断CADDone有使能，设备将触发它。另外如果检测到有效信号，它也会生成CADDetected中断。

4 Sleep模式下启动CAD

        单独介绍该场景，是由于Sleep唤醒需要一定的时间开销，在使用过程中容易忽略而造成一些异常。

        下图显示了从睡眠模式到CAD模式时芯片内部过程。需注意的是，在有效地开始接收符号之前，设备将经历几个阶段的工作模式，需要接近240us的时间开销，才真正进入CAD。

5 CAD最佳配置分析

        启动CAD前，需先使用命令SetCadConfig(...)进行参数配置，其中cadDetPeak & cadDetMin尤为关键，下面是官方基于大量测试数据得出的，不同SF下参数的最佳配置

• 如果对具体的测试数据，各场景下的PER/RX值，可以在官网搜索文档《SX126X CAD performance evaluation V2_1》

版权声明：本文为CSDN博主「只想.静静」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/u011638175/article/details/121899630

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1 前言

2 原理分析

2.1 主要操作

2.2 功耗计算

3 命令设置

3.1 配置CAD

3.2 启动CAD

4 Sleep模式下启动CAD

5 CAD最佳配置分析

1 前言

        无线网络应用中，通常要求设备尽可能休眠，最大限度降低功耗，但又希望节点能尽可能及时地收发无线数据。传统的使用接收信号强度RSSI值并不适用于LoRa调制技术，由于扩频调制的原因，LoRa信号是允许低于环境底噪的，所以RSSI判定的方式很难确定信道是否被占用。

        为了有效检测信道占用情况，Channel Activity Detection（信道活动检测）被设计出来用于以最节能的方式检测在信道上的LoRa信号。

2 原理分析

        CAD模式下将对波段进行非常快速的扫描，以检测LoRa信号。SX126x芯片会监听LoRa前导和数据，而之前的产品例如SX127x只能监听LoRa前导。

2.1 主要操作

        一旦进入CAD模式，芯片会完成如下操作：

• PLL锁定
• 接收机从信道捕获LoRa前导或者数据symbol，当前功耗等效于接收模式，执行时间由启动CAD时配置的监听Symbol长度而决定
• 无线电接收机和锁相环关闭，调制解调器数字处理开始
• 调制解调器搜索无线电捕获的样本和理想波形之间的相关性。执行这个关联过程所花费的时间比一个符号周期短一点，并且该阶段功耗只有接收模式的一半
• 一旦计算完成，调制解调器产生CadDone中断。如果关联成功，则同时生成CadDetected中断
• 切换至STDBY_RC模式或者Rx模式

2.2 功耗计算

        CAD的功耗计算主要分为2个阶段：监听阶段和处理阶段

• 监听阶段：打开接收窗口搜索LoRa信号，窗口时间由命令SetCadConfig()中参数cadSymbolNum决定，单位是symbol。如何换算成时间请参考《Lora技术- 码片/码元/数据速率以及空中时间计算》

• 处理阶段：捕获到LoRa信号后，会进行波形文件对比，该处理阶段持续时间比一个符号周期短一点，电流消耗只有接收模式的一半左右

• 下图举例不同调制带宽BW下，最大电流消耗，具体详细的数据可以查看芯片手册

3 命令设置

3.1 配置CAD

        通过命令SetCadConfig(...)配置CAD模式的参数。可以配置CAD监听时长，监听信号灵敏度的阈值以及CAD退出时的工作模式。

        各参数定义如下：

• cadSymbolNum

        监听Symbol的长度，可以设置1/2/4/8/16

• cadDetPeak & cadDetMin

        参数cadDetPeak和cadDetMin定义了LoRa调制解调器在试图与实际的LoRa调制信号关联时的灵敏度。这两个设置取决于LoRa传播因子和带宽，还取决于用于验证或不检测的符号的数量。选择正确的值是不容易的，必须仔细测试所选的值，以确保在灵敏度水平上有良好的检测，并限制错误检测的数量。在后面会单独分析

• cadExitMode

        设置CAD操作完成后的模式。

        CAD_ONLY - CAD结束后回到STDBY_RC模式

        CAD_RX - CAD结束后会开启Rx窗口，该窗口时间通过cadTimeout参数配置

• cadTimeout(23:0)

        这个参数仅仅用在cadExitMode = CAD_RX的情况下。如果退出模式是CAD_RX，设置RX的超时时间，计算公式如下：

        Rx Timeout = cadTimeout * 15.625 （us）

3.2 启动CAD

        通过命令SetCAD()启动CAD检测LoRa信号。在搜索周期结束时，如果中断CADDone有使能，设备将触发它。另外如果检测到有效信号，它也会生成CADDetected中断。

4 Sleep模式下启动CAD

        单独介绍该场景，是由于Sleep唤醒需要一定的时间开销，在使用过程中容易忽略而造成一些异常。

        下图显示了从睡眠模式到CAD模式时芯片内部过程。需注意的是，在有效地开始接收符号之前，设备将经历几个阶段的工作模式，需要接近240us的时间开销，才真正进入CAD。

5 CAD最佳配置分析

        启动CAD前，需先使用命令SetCadConfig(...)进行参数配置，其中cadDetPeak & cadDetMin尤为关键，下面是官方基于大量测试数据得出的，不同SF下参数的最佳配置

• 如果对具体的测试数据，各场景下的PER/RX值，可以在官网搜索文档《SX126X CAD performance evaluation V2_1》

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