芯耀
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STM32WL33xx 系列支持 DSSS（直接序列扩频）调制方式，其灵敏度测试需遵循特定的数据生成规则、信号配置流程。本文基于 ST 官方 LAT1333 应用笔记，以 R&S SMBV100A 矢量信号发生器、STEVAL-S38681V1 开发板为例，详解 DSSS 模式灵敏度测试的完整流程，包括 PER-BER 转换、DSSS 数据生成、设备配置与结果统计，适配 STM32WL3 系列芯片的 Sub 1GHz 应用场景。
1. 测试环境搭建
1.1 核心工具清单
- 硬件：STEVAL-S38681V1 开发板、R&S SMBV100A 矢量信号发生器、RF 连接线 1 根、Type-C USB 线 1 根；
- 软件：STM32Cube_FW_WL3 GUI 工具（v0.1.0-OEM）、PC 端控制软件（用于信号发生器配置）。
1.2 测试环境框图
PC（控制软件）→ 矢量信号发生器（SMBV100A）→ RF Cable → STEVAL-S38681V1开发板 → Type-C USB → PC（GUI工具）- 核心逻辑：信号发生器生成 DSSS 编码信号，开发板接收后通过 GUI 工具统计数据包错误率（PER），进而推导灵敏度。
2. 核心配置：DSSS 测试关键参数
2.1 PER-BER 转换规则
DSSS 模式下，PER（数据包错误率）与 BER（比特错误率）基于原始有效数据计算（扩频数据不参与），核心公式与参数如下：
- 转换公式：
PER = 1 - (1 - BER)^α，其中 α 为有效数据总比特数； - α 计算：α = 同步字（4 字节）+ 有效载荷（18 字节）+ CRC（1 字节）= 23 字节 = 184 比特；
- 典型对应关系：
- BER=1% → PER=84%；
- BER=0.1% → PER=16.8%。
2.2 DSSS 数据生成规则
DSSS 编码通过 “原始数据 bit 与编码序列异或” 实现，STM32WL3 支持的编码表如下：
| 编码（Code） | 二进制序列（Binary sequence） | 扩频因子（SF） | 扩频指数（Spread exponent） |
|---|---|---|---|
| 0x03 | 0011 | 4 | 2 |
| 0x8D | 10001101 | 8 | 3 |
| 0x6BC4 | 0110101111000100 | 16 | 4 |
| 0x0A60E457B | 10100110000011100100010101111011 | 32 | 5 |
| 0x540FBCEB0B8DA44D | 0101010000001111101111001110101100001011100011011010010001001101 | 64 | 6 |
- 编码逻辑：发送方从编码序列最低有效位（LSB）开始异或，接收方从最高有效位（MSB）解扩；
- 示例（SF=8，原始数据 0x55）：
- 0→10110001（0xB1），1→01001110（0x4E）；
- 扩频后数据：0xB1、0x4E、0xB1、0x4E、0xB1、0x4E、0xB1、0x4E。
2.3 应用场景参数（示例配置）
以 868MHz 频段测试为例，核心参数如下：
- 帧结构：前导码（0x55555555）、同步字（0x88888888）、有效载荷（“STMicroelectronics”）、CRC（0x98）；
- RF 参数：频点 868MHz、调制方式 2-GFSK 0.5、空口速率 38.4ksps、频率偏差 20kHz、接收带宽 100kHz；
- DSSS 配置：SF=4，编码后数据长度 108 字节。
3. 矢量信号发生器配置（SMBV100A）
3.1 Data List 配置（生成 DSSS 数据包）
- 新建 Data List：填充内容为 “200ms 间隔符号（0x00 填充）+ 108 字节 DSSS 编码数据”；
- 符号数计算：38.4ksps 速率下，200ms 间隔对应 38.4×200=7680 符号，加上 108×8=864 符号，总符号数 = 7680+864=8544；
- 选择 Data List：在信号发生器 “Data Source” 中选中新建的 DSSS 数据列表。
3.2 发送参数配置
- 信号时长：设置为 854400 符号（对应 100 个数据包，8544×100）；
- 调制参数：调制类型 2-FSK、频偏 20kHz、符号率 38.4ksps；
- 输出电平：从 - 112dBm 开始逐步调整，直至 PER 稳定在目标值（如 16.8% 对应 BER=0.1%）。
4. STM32WL3 GUI 工具配置
4.1 DSSS 核心参数配置
打开 GUI 工具，按以下参数配置寄存器（关键项）：
- DSSS_CTRL：设置扩频指数（如 SF=4 对应扩频指数 4）；
- SYNC 字：0x88888888（与信号发生器一致）；
- ACO_THR（捕获阈值）：按扩频指数计算：
- 扩频指数≤3：ACQ_THR=2^ 扩频指数 -1；
- 扩频指数 > 3：ACQ_THR=2^ 扩频指数 / 2；
- 接收带宽：100kHz（与信号发生器匹配）。
4.2 测试启动与结果统计
- 在 GUI 工具中选择 “RX Packet Test”，点击 “Start”；
- 信号发生器启动发送后，GUI 工具自动统计接收数据包数、错误数据包数；
- 灵敏度判定：当 PER 达到目标值（如 16.8%）时，信号发生器的输出电平即为该条件下的 DSSS 模式灵敏度。
5. 测试结果与小结
5.1 结果判定
- 核心指标：在 38.4ksps、SF=4、BER=0.1%（PER=16.8%）条件下，STM32WL3 DSSS 模式典型灵敏度约为 - 112dBm（具体值需按实际测试调整）；
- 调整逻辑：若 PER 高于目标值，降低信号发生器输出电平；若 PER 低于目标值，升高输出电平，直至稳定。
5.2 关键注意事项
- 数据一致性：信号发生器与 GUI 工具的帧结构、DSSS 编码、RF 参数必须完全一致；
- 扩频因子适配：不同 SF 对应不同 ACQ_THR，需按公式准确配置，否则影响接收成功率；
- 通用性：其他品牌信号发生器（如 Keysight、Anritsu）可参考本文 DSSS 数据生成规则，自行编辑数据包。
STM32WL3 DSSS 模式灵敏度测试的核心是 “DSSS 数据正确生成 + PER 统计推导”。关键步骤包括：按编码规则生成测试数据、配置信号发生器与 GUI 工具参数、通过 PER-BER 对应关系判定灵敏度。该流程适用于所有支持 DSSS 的 STM32WL3xx 系列芯片，且可跨品牌信号发生器复用。
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