CAD应用参考¶
1.功能介绍¶
PAN3029/3060芯片支持CAD-IRQ中断，开启CAD功能并进入Rx模式后，芯片会检测信道中是否存在ChirpIOT™信号，如果存在则将CAD-IRQ置高，外部MCU可以通过在一定时间内检测CAD-IRQ信号是否拉高来判断信道中是否存在ChirpIOT™信号。
用户可以通过GPIO口读取CAD-IRQ信号，信道活跃检测流程如图1-1所示：
图1-1 信道活跃检测（CAD）¶
2.软件设计参考¶
2.1 软件设计流程¶
芯片初始化；
配置CAD初始化；
芯片进入接收模式；
观察CAD-IRQ信号。
2.2 软件设计验证¶
2.2.1 验证步骤¶
发送模组周期性发送数据包；
接收模组配置为接收模式；
使用示波器抓取接收端CAD-IRQ信号。
2.2.2 SDK示例¶
参考代码：
ret = rf_init();
if(ret != OK)
{
printf(" RF Init Fail");
while(1);
}
rf_set_default_para();
rf_set_cad(CAD_DETECT_THRESHOLD_10, CAD_DETECT_NUMBER_3);//使能CAD模式，并设置Chirp-IoT信号阈值及preamble有效信号个数
rf_enter_continous_rx();
while (1);//等待示波器检测CAD-IRQ信号
示例代码配置了CAD初始化，配置GPIO11作为CAD检测IO，随后进入接收模式。
发送模组周期性发送数据包（数据包preamble+payload的持续时间约42ms），用逻辑分析仪抓取接收模组GPIO11波形，观察逻辑分析仪结果。
3 注意事项¶
3.1 关于CAD影响芯片的接收灵敏度¶
CAD功能初始化时，修改了芯片的接收信号检测阈值和CAD 有效信号个数阈值，设置不同的接收阈值和有效信号个数，会影响芯片的接收灵敏度，并可能存在CAD误触发的情况。
uint32_t rf_cad_on(uint8_t threshold, uint8_t chirps)
{
rf_set_gpio_output(11);
RF_ASSERT(rf_reset_spec_page_reg_bits(PAGE0_SEL, 0x5E, BIT6));
RF_ASSERT(rf_write_spec_page_reg_bits(PAGE1_SEL, 0x25, chirps, BIT0|BIT1));
RF_ASSERT(rf_write_spec_page_reg(PAGE1_SEL, 0x0f, threshold));
return OK;
}
接收阈值的设置，需要修改rf_cad_on(uint8_t threshold, uint8_t chirps)函数的传参，修改接收阈值对接收灵敏度及误触发概率的影响如下（实验数据在办公室日常应用场景测试）：
表 3-1 接收阈值设置
接收阈值 |
有效信号个数 |
误触发概率 |
接收灵敏度 |
|---|---|---|---|
0x0a |
0x03 |
较低（数小时一次） |
不影响 |
0x10 |
0x03 |
极低（24小时0次） |
恶化1dBm |
用户在使用CAD功能时，需要根据应用场景选择修改rf_cad_on(uint8_t threshold, uint8_t chirps)函数中的传参，在使用完CAD功能后，建议调用rf_set_cad_off()函数，rf_set_cad_off()函数可以关闭CAD功能并将接收阈值恢复。
3.2 关于SDK及演示系统板¶
SDK中提供了CAD功能所需的接口函数，CAD-IRQ被触发时，检测引脚GPIO11会被拉高。GPIO11接入演示系统板MCU的PA09。
#define GPIO_PIN_CAD Pin09
#define GPIO_PORT_CAD PortA
#define CHECK_CAD() PORT_GetBit(GPIO_PORT_CAD, GPIO_PIN_CAD);
3.3 关于CAD使用方法¶
PAN3029可以对preamble和payload进行CAD检测。
3.3.1 对preamble检查方式¶
当完整的preamble+payload信号到来时，用户可以在接收端通过GPIO口读取到CAD-IRQ信号，CAD检测引脚GPIO11被拉高，拉高时间为preamble+payload的持续时间。此时，接收端可以产生正确的rxdone结果。
图3-1 逻分抓取结果（完整preamble）¶
当不完整的preamble+payload信号到来时（发射端先进行数据发射，随后接收端在preamble时间段内打开了CAD检测），此时，用户可以在接收端通过GPIO口读取到CAD-IRQ信号，CAD检测引脚GPIO11的变化有两种情况：
1、如果preamble比较完整，内部含preamble数量大于配置的chirp_num时，GPIO11会被拉高preamble+payload的持续时间（preamble不完整，因此GPIO11整体拉高时间短于图3-1的情况）。此时，接收端可以产生正确的rxdone结果。
图3-2逻分抓取结果（较完整preamble）¶
2、如果preamble不完整，内部含preamble数量小于配置的chirp_num时，GPIO11会一直处于低电平。此时，接收端不会产生正确的接收结果。
3、只有payload信号时，GPIO11会一直处于低电平。此时，接收端不会产生正确的接收结果。
2.3.2 软件应用参考¶
CAD检测的时间以单个chirp持续时间作为单位计算，单个chirp持续时间为2^SF/BW（SF为扩频因子，BW为带宽，BW单位为Hz，时间单位为秒）。
下面给出两个CAD典型应用的软件设计参考：
uint32_t rf_get_chirp_time(uint8_t bw, uint8_t sf)
{
const uint32_t bw_table[4] = {62500, 125000, 250000, 500000};
if(bw < BW_62_5K || bw > BW_500K)
{
return 0;
}
return (1000000 / bw_table[bw - BW_62_5K]) * (1 << sf);
}/*return us*/
1、CAD功能被用于发射前的信道检测，以保证当前信道空闲，随后进行数据发射，避免无线信号碰撞干扰，提高通信成功率。
CAD IO中断处理函数，将CAD事件置位为ACTIVE。
void Cad_Irq_Callback(void)
{
cad_tx_timeout_flag = MAC_EVT_TX_CAD_ACTIVE;
}
CAD定时器超时回调函数，将CAD事件置位为TIMEOUT。
void cad_tx_timeout_cb(void)
{
stimer_stop(&stimer_txcad_event);
cad_tx_timeout_flag |= MAC_EVT_TX_CAD_TIMEOUT;
}
CAD检测函数，配置进入CAD接收状态，将CAD事件置位为NONE，并打开定时器。
uint32_t rf_cad_detect_start(void)
{
uint32_t bw, sf;
uint32_t one_chirp_time;
bw = rf_get_bw();
sf = rf_get_sf();
one_chirp_time = rf_get_chirp_time(bw, sf); // us
RF_ASSERT(rf_cad_on(CAD_DETECT_THRESHOLD_10, CAD_DETECT_NUMBER_3));
cad_tx_detect_flag = MAC_EVT_TX_CAD_NONE;
RF_ASSERT(rf_enter_continous_rx())
SET_TIMER_MS(one_chirp_time * 7 / 1000 + 1);
return OK;
}
等待并检测CAD事件即可。如果为TIMEOUT则可以立即发射，如果为ACTIVE则需要退避并等待一段时间再发射，再次发射之前需要再按上述步骤检测一次信道状态。
2、CAD功能被用于接收前的信道检测，用来检查当前信道是否存在有用信号，随后决定，继续接收，或是关闭接收，进入待机或休眠状态，以降低功耗。
bool check_cad_rx_inactive(uint32_t one_chirp_time)
{
rf_delay_us(one_chirp_time * 7);
rf_delay_us(360); // state machine start up time after enter rx state
if (CHECK_CAD() != 1)
{
rf_set_mode(RF_MODE_STB3);
return LEVEL_INACTIVE;
}
return LEVEL_ACTIVE;
}
根据返回值判断CAD检测结果，如果为LEVEL_ACTIVE则继续接收，等待接收结果；如果为LEVEL_INACTIVE，可以立即关闭RX，以降低功耗。
//主函数可以使用如下逻辑调用check_cad_rx_inactive
//主函数可以使用如下逻辑调用check_cad_rx_inactive
while (1)
{
if(check_cad_rx_inactive(one_chirp_time) == LEVEL_ACTIVE)
{//检测到信号，等待接收完成
}else{
//未检测到信号，不需要继续接收，可进行休眠处理
}
}
关于check_cad_rx_inactive和check_cad_tx_inactive的软件应用示例可以参考TX DEMO和RX DEMO。