關鍵詞：LoRa, CAD, Channel Activity Detection

目錄預覽

1、LoRa CAD 應用場景舉例

2、STM32WL LoRa CAD 原理和驅動

3、如何在示例工程 SubGHz_Phy_Per 中開啟 CAD

4、小結

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LoRa CAD 應用場景舉例

在 STM32WL LoRa 某些應用中，尤其是電池供電的設備上，需要按需發送數據，如下發指令，讓 STM32WL LoRa 發送數據，或做相應的操作。為了降低功耗，STM32WL不能一直處于接收狀態，這樣功耗會很高。我們可以開啟 LoRa CAD(信道活動檢測)功能，STM32WL 通過開啟 CAD 功能，檢測前導碼的前 1/2/4/8/16 個碼元，當檢測到 LoRa(喚醒)信號后再開啟接收，否則系統進入低功耗，這樣會極大的降低系統的整體功耗。

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STM32WL LoRa CAD 原理和驅動

LoRa 信號可以在低于噪聲強度的情況下被正確解調。所以，僅簡單通過 RSSI 確定信道是否被占用是行不通的，需要通過信道活動檢測 CAD 來檢測 LoRa 信號。

LoRa 包幀格式，如下圖，前導碼，可選報頭，有效數據負載。信道活動檢測 CAD 模式旨在以盡可能高的功耗效率檢測信道上的 LoRa 前導碼。

STM32WL LoRa CAD 檢測方法：

STM32WL LoRa 設備設置好頻率和擴頻因子，開啟CAD 模式，（注意：無論是否檢測到 LoRa 信號，都會產生CAD 檢測完成中斷 SUBGHZ_IT_CAD_DONE）；當有匹配（相同的頻率和擴頻因子）的 LoRa 信號檢測到時，就會產生 CAD 檢測到中斷 SUBGHZ_IT_CAD_ACTIVITY_DETECTED，SUBGHZ_IT_CAD_DONE 也會產生，并且 SUBGHZ_IT_CAD_DONE和 SUBGHZ_IT_CAD_ACTIVITY_DETECTED 會同時產生。

所以，可通過在產生SUBGHZ_IT_CAD_DONE 中斷時是否也同時產生了SUBGHZ_IT_CAD_ACTIVITY_DETECTED 中斷來區別是否檢測到了 LoRa 信號，進而調用相應的回調函數，或做相應的處理。

DriversSTM32WLxx_HAL_DriverSrcstm32wlxx_hal_subghz.c 中HAL_SUBGHZ_IRQHandler

MiddlewaresThird_PartySubGHz_Phystm32_radio_driver adio_driver.c

MiddlewaresThird_PartySubGHz_Phystm32_radio_driver adio.c 中RadioIrqProcess 函數中

STM32Cube_FW_WL_V1.3.0 的驅動中已經支持 CAD 功能 :

MiddlewaresThird_PartySubGHz_Phy adio.h
MiddlewaresThird_PartySubGHz_Phy adio_ex.h
MiddlewaresThird_PartySubGHz_Phy adio_def.h
MiddlewaresThird_PartySubGHz_Phystm32_radio_driver adio_driver.h
MiddlewaresThird_PartySubGHz_Phystm32_radio_driver adio_driver.c
MiddlewaresThird_PartySubGHz_Phystm32_radio_driver adio.c

但是如何在用戶應用中加入 CAD 功能呢？下面介紹如何在示例工程SubGHz_Phy_Per 中開啟 CAD 功能。

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如何在示例工程 SubGHz_Phy_Per 中開啟 CAD

3.1.修改 subghz_phy_app.h 中配置

選擇 MODEM 類型為 LORA

設置 CAD 檢測的頻率和 LORA 接收參數

根據擴頻因子 LORA_SPREADING_FACTOR 設置相應的 CAD 檢測參數

3.2.在 subghz_phy_app.c 中配置聲明

包含頭文件 radio_driver.h

修改測試模式為 RADIO_RX

可選，設置串口輸出為紅色 RED 和綠色 GRN 時的配置

定義 CAD 檢測結果標志 RadioCadDone_flag

定義 CAD 檢測計數 cad_max_count，cad_count 和 detect_count

聲明 CAD 檢測完成事件后執行的函數 OnCadDone

聲明 CAD 狀態機處理函數 Cad_Process

3.3.在subghz_phy_app.c 中配置 SubghzApp_Init 函數

在 SubghzApp_Init 函數中，打印 LoRa 配置參數(可選)

在 RadioEvents 中注冊 CAD 檢測到要執行的回調函數 OnCadDone

設置 CAD 檢測的頻率，接收參數，最大包長，CAD 檢測的參數

開啟 CAD

注冊 CAD 狀態機處理函數 Cad_Process

3.4.在 subghz_phy_app.c 中配置 CAD 檢測完成處理函數和狀態機處理函數

04

小結

本 LAT 舉例介紹了 LoRa CAD 應用場景，STM32WL LoRa CAD 的原理和相關的驅動，著重介紹了如何在示例工程(SubGHz_Phy_Per)中添加 LoRa CAD 功能。

在此基礎之上也可以很容易在 SubGHz_Phy_PingPong 和 SubGHz_Phy_AT_Slave示例工程中加入 LoRa CAD 功能。

當然也可以在 LoRaWAN_End_Node 示例工程中加入 LoRa CAD，但是還需要調整如下驅動，后續再補充介紹。

MiddlewaresThird_PartyLoRaWANMacLoRaMacInterfaces.h
MiddlewaresThird_PartyLoRaWANMacLoRaMac.c
MiddlewaresThird_PartyLoRaWANLmHandlerLmHandler.h
MiddlewaresThird_PartyLoRaWANLmHandlerLmHandler.c

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