FiRa标准——PHY

科技前沿 • 2025-03-28 13:45 • 阅读 32

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FiRa标准物理层技术需求是建立在IEEE 802.15.4-2020和IEEE 802.15.4z-2020规范之上，针对FiRa面向的应用场景进行了一定的取舍，以实现应用下更有的效果。

1、物理层要求

1.1 FiRa兼容PHY

FiRa联盟的物理层设备应支持IEEE Std 802.15.4z-2020中定义的BPRF模式。可以支持HPRF模式。

1.1.1 PPDU格式

对于FiRa联盟物理层的PPDU格式应支持IEEE 802.15.4z-2020中定义的SP0、SP1以及SP3（关于具体的IEEE标准将陆续完善）。

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1.1.2 PHR编码

在BPRF模式下，FiRa联盟PHY应支持IEEE 802.15.4-2020中定义的PHR格式。

在BPRF模式下，PHR码率应支持850kb/s，可以支持6.8Mb/s。
在HPRF模式下，HRP-ERDEV PHR格式有所变化，如下：

调整PHR编码的一个主要原因，对比也可以发现，PHY载荷长度变为10字节，再加上A1/A0，最大PSDU长度可以支持2047或4095字节。（猜测主要考虑在HPRF模式下，可以达到更高的数据传输速率，如27Mb/s，可极大的提高数据传输能力）

1.1.3 物理层参数

BPRF模式

BPRF Set#	SYNC前导码长度	SFD编码	SFD 长度	STS数量	STS长度	PHR+PDSU	数据率	描述
1	64	0	8	0	n/a	yes	6.8	SP0（强制）
2	64	2	8	0	n/a	yes	6.8	SP0（强制）
3	64	2	8	1	64	yes	6.8	SP1（强制）
4	64	2	8	1	64	no	n/a	SP3（强制）
5	64	0	8	1	64	yes	6.8	SP1（可选）
6	64	0	8	1	64	no	n/a	SP3（可选）

可以看到，对于BPRF模式，主要限定了前导码的长度为64，同时限制了SFD的编码以及长度。

HPRF模式

对于HPRF模式而言，增加了更多的选项，支持更短的前导码长度（32）以及更短的SFD（4），同时支持2段STS，以及长度为32/128的STS段。

1.2 射频要求

1.2.1接收机要求

对于支持SP0和SP1的参数组，应低于1%的PSDU误码率以及对应的接收灵敏度。

数据率（Mb/s）	灵敏度（dBm）
6.8	-85
27.2	-80
7.8	-85
31.2	-80

对于SP3而言，需要考虑接收灵敏度，同时对于前导码以及STS能够正确接收99%以上。

Sync前导码长度	接收灵敏度（dBm）
64	-88
32	-85

1.2.2 工作信道要求

IEEE 802.15.4信道编号	中心频率（MHz）	强制/可选
5	6489.6	O
6	6988.8	O
8	7488.0	O
9	7987.2	M
10	8486.4	O
12	8985.6	O
13	9484.8	O
14	9984.0	O

注意，以上信道均为499.2MHz带宽模式。其中，仅信道9为必须支持信道，以及从当前的一些法规的制定来看，基本低信道会被ICT相关占用。

1.3 时钟要求

对于测距block的时钟要求±100ppm的精度。

而对于测距中使用的时钟，要保证测距的准确性，要求能够达到±15ppm的精度。

1.4 测距性能要求

1.4.1 测距精度

对于1-10m范围内的测距精度95%概率应小于10cm，既CEP95 = 10cm。

1.4.2 AoA精度

对于AoA精度，在0.1-2米范围，且覆盖角度-60°~60°之间，能够达到±5°的角度测量精度。