决胜这场新工业革命，无线通信系统很关键！

工业4.0的基础是可靠的通信基础设施，决策者通过基础设施从机器、工厂和现场设备中提取数据。正如工业4.0工作组的最终版报告所指出的那样，网络化是“现实世界和虚拟世界 （信息空间）以信息-物理系统的形式融合”，并且“可靠、全面、高品质的通信网络是工业4.0的关键要求。”

Sub-1GHz无线连接技术已经实现了自动化计量和遥感技术，如结构监控。通常由电池供电的无线设备使用传感器来测量和量化现实世界，并将这些数据发送到集中器或网关，并由此发送到云端进行整合和处理。无线解决方案正步入工厂自动化领域，预计无线设备的出货量将不断增加以满足市政工程、农业和环境以及能源生产与分配的需求。

工程师在设计无线系统时需要考虑很多因素。每个工程师都会利用弗里斯传输方程式，通过改变一些参数来增加传输距离，例如提高发射功率或接收灵敏度，或同时提高这两参数。然而，法规限定了最大发射功率，而且高功率天线和外部LNA等组件可能会大幅增加系统成本。因此，在选择无线接收器时，工程师首先需要关注的是接收灵敏度。然而，灵敏度本身并不能说明整个情况。

对于工业生态系统内的连接来说，可靠的无线连接至关重要。在日益恶劣的RF环境中保持可靠通信将是一个挑战，尤其是在工业领域中。自1985年推出免许可的工业、科学和医用(ISM)无线电频段以来，越来越多的用户不断在此频段中部署了数以亿计的有源设备。这些无线电必须面对多个潜在的干扰源，从无意RF辐射器到可能工作于相同频段的其它有源RF设备，通常都使用专有协议。干扰会严重降低通信范围。更大、更密集的网络也意味着更多的近距离节点传输，因此需要更好的接收性能。迫切需要更强的抗干扰能力。它可以减少所需的中继器节点数量并使每个网关可支持更多端点。这使得网络覆盖更可靠且盲点更少。借助可靠的无线电连接，数据包的丢失更少，从而可减少数据包的重新传输量并提高系统整体效率。

获得良好的阻塞和选择性参数的一个要素是降低RF系统中的相位噪声。相位噪声是信号中的短期相位波动引起的噪声，它可以看作是从频域中的目标信号扩散出来的边带。相位噪声通常相对于载波测量，以dBc/Hz为单位，定义为在间隔载波的某一给定偏移频率处1Hz带宽内的噪声功率。相位噪声会影响倒易混频（如图1所示）和提高本底噪声，使接收器性能下降。在接受器中，当目标信号下变频至中频信号进行处理时，可能会和干扰信号的尾部混频，并且后续无法滤除。

图1. 相位噪声基本理论。

接收器的前端线性度会影响对附近高功率干扰信号的抗干扰能力。对于低于1GHz的无线电网络，这类干扰信号可能是LTE。我们通过输入三阶交调截点(IIP3)来测量接收机的线性度。通过在接收链中插入两个信号音频，并测量以输入音频的三倍频率间隔出现的三阶交调产物来实现。

ADI的ADF7030-1能够应对可靠连接这一挑战。ADF7030-1是一款sub-1GHz完全集成式无线电收发器。它适合在ISM、SRD以及 169.4MHz至169.6MHz、426MHz至470 MHz和863MHz至960MHz许可频段范围内工作的应用。它支持IEEE802.15.4g等基于标准的协议，同时还灵活地支持众多专有协议。高度可配置的低中频(IF)接收器支持2.6kHz至738kHz范围内的各种接收器信道带宽。因此ADF7030-1支持超窄带、窄带和宽带通道间隔。它提供同类最佳阻塞性能并提供出色的灵敏度。

ADF7030-1的高性能、低功耗模拟前端(AFE)采用高动态范围ADC、带QEC的模拟复杂抗混叠滤波和数字通道滤波技术，以消除接收链中的无用信号。利用这些技术，ADF7030-1能够在±20MHz 偏移时实现高达102dB的阻塞和高达66dB的邻道抑制。 

为了在所有支持的信号带宽和频段内保持高接收性能，ADF7030-1 采用具有双频LO路径的可重构VLIF接收机架构。因而ADF7030-1 支持广泛的应用。

图2. ADF7030-1 ACR与竞争对手产品比较。

ADF7030-1具有同类最佳的抑制性能，在最大接收器增益下的IIP3值为-8.5dBm。完全能够满足终端客户遇到的法规监管，无需使用SAW滤波器等昂贵的外部元件。这类标准的一个例子是25kHz 通道间隔的ETSI Class 1。它需要60dB的邻道抑制性能和84dB的选择性。ADF7030-1明显超越了上述要求。

工业4.0向工程师提出了挑战，需要开发切实可行的创新解决方案，以实现新一代互联智能设备。ADI在管理通信系统对实际环境影响方面处于行业领先地位，50多年来一直致力于设计连接现实和数字世界的可靠解决方案。确保鲁棒、可靠的通信是推动互联世界发展以满足物联网和工业4.0构想服务需求的关键。

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