延长电池寿命

　　图4a和图4b分别显示了采用ZigBee方案和私有无线方案的无线鼠标到USB适配器的通信序列图。

　　图4a：ZigBee无线鼠标通信序列图。

　　私有无线方案的序列图表明，器件的工作时间为195+16+80+202+49+16微秒=558微秒。对典型的8ms通信周期来说，实际的占空比为1：14.3。因为在8ms通信周期内的工作时间非常少，所以在“连续”使用时的平均消耗电流仅为855毫安。

　　图4b：采用Nordic nRF解决方案的无线鼠标通信序列图。

　　假设私有无线方案使用单节AA电池(容量为200mAh)供电，大约连续工作2350个小时，对普通用户来说这相当于工作一年(包括鼠标光传感器要求的电池功耗，其中无线链路占用95%的功率预算，微控制器消耗剩下的5%功率)。

　　从ZigBee方案的次序图可看出，器件的工作时间为192+200+192+26+608+192+352+10微秒=1.772毫秒。对于典型的8ms工作周期，实际的占空比为1：4.5，这比私有无线方案要高得多(主要是由于为了达到与私有无线方案可比的性能，它的发送时间要长8倍)。在通信期间，ZigBee的平均消耗电流为4mA。这意味着采用单节AA电池可以连续工作500小时，对普通用户来说相当于2.5个月。

　　虽然蓝牙设备在工作时平均电流也为4mA，但为了时刻保持同步，即使在“空闲”模式下它也要消耗8mA的电流(私有无线解决方案的等效待机电流为10.2毫安，ZigBee为351毫安，见表1)。因此，蓝牙鼠标电池的使用时间不会超过一个月。

　　表1：Nordic nRF2401、ZigBee收发器和蓝牙收发器在各种工作模式下的电流消耗。

　　请注意，电池寿命是基于序列图所示的8ms总周期(通信周期)的比例，并根据每种模式下的平均消耗电流计算出来的，适合连续使用的场合(即每秒125个数据包，鼠标常开)。就像在上述带宽要求中看到的那样，无线鼠标通常不是工作在这种方式，约90%的时间处于空闲状态。此时私有无线方案和ZigBee将进入待机模式，消耗电流仅数毫安，而蓝牙仍要消耗数毫安的电流，主要原因是蓝牙器件必须保持工作状态才能确保通信链接一直有效，而其它无线解决方案则没有这个要求。

　　非标准无线技术的前景

　　蓝牙和ZigBee展示了如何让电子企业合作创建可确保全球市场兼容的工作标准。两者都是优秀的技术，在它们各自定义的领域可以发挥重要作用。只需要将蓝牙耳机连到手机上就能享受到这种非常实用的无线技术带来的好处。

　　尽管如此，基于标准的技术也有缺点。首先，为满足标准，在初始设计和兼容性测试中必须付出高昂的NRE费用。其次，就其字面意义而言，标准必须是“通用性极强”的解决方案，但由于竞争对手也掌握相同的技术，所以很难使产品在竞争激烈的全球市场中实现差异化。最后，标准解决方案很少有机会实现足够的灵活性，例如，无线产品的功耗降低空间就极其有限。

　　本文讨论的无线鼠标应用表明，对要求长电池寿命、低占空比但可靠的无线通信的产品来说，私有无线解决方案要好于蓝牙和ZigBee。私有无线解决方还适合采用相同设计准则的其它应用，例如无线游戏控制器，以及心跳传感器和运动“计算机”之间的无线通信。随着全球无线技术的不断普及，在下一代无线通信链路中采用非标准无线技术将是非常有利的。

　　附：处理干扰

　　蓝牙、ZigBee和私有无线技术都能在一定程度上减少工作在相同频段的其它无线设备发出的干扰。

　　蓝牙采用FHSS(跳频扩频)技术，可确保所有79个1MHz信道在时间上被均匀覆盖，以避免一致性信道干扰。

　　ZigBee在16个频段上采用DSSS技术，因此更擅长于处理间歇性窄带干扰。如果存在其它的802.11b/g设备，ZigBee就更容易受到干扰，也许只能等待其它设备停止传送数据。

　　Nordic nRF方案采用更多的方法来避免干扰。因为它的输出功率适中，所以干扰不太可能发生。为了降低功耗和复杂性，Nordic nRF方案不使用扩展频谱机制，只采用单频传送，直到达到能发生干扰的包冲突门限。对器件执行简单的单字节SPI指令就能完成信道的再分配。

　　对非活动的应用来说，79个1MHz信道可以实现充足的一次性再分配，从而远离其它设备的发送频率。即使在像机场“热点”这样的地区，频谱再分配的频率也相对较低，一般在分钟或小时的数量级。

　　在无线鼠标的设计案例中，共信道抑制一般为-6dBm。因此，只要从鼠标(TX)到USB适配器(RX)的距离小于干扰源到适配器的距离的一半，通信一般不会被中断,这是因为6dB在无线领域中相当于双倍的距离(图A)。

　　图A：由于低RF输出功率限制了相邻接收器收到的信号强度，所以相邻无线鼠标之间的干扰很小。