基于ZigBee協(xié)議的WSN節(jié)點基帶設計與實現.pdf

1、無線傳感器網絡系統(tǒng)由于具有功耗低、節(jié)點多、組網快等特點,在物流、智能家居等領域具有廣闊的發(fā)展前景。本文以基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網絡節(jié)點的單芯片實現為目標,對無線傳感器網絡節(jié)點的基帶進行了系統(tǒng)分析和電路設計。
　　 論文根據IEEE802.15.4協(xié)議,分析了基帶的數據特征,提出了基帶鏈路的系統(tǒng)架構,在SMIC0.18umMix-Signal1P6M標準工藝下設計并實現了基帶處理器,電容可調諧低通濾波器,形成了完整的基帶

2、系統(tǒng)。
　　 首先,提出了基于ZigBee協(xié)議的節(jié)點基帶接收鏈路架構并進行了研究。著重分析了IEEE802.15.4協(xié)議中定義的接收鏈路的數據特征,對發(fā)送接收信號的頻譜特征進行了分析；在此基礎上提出了基帶的基本設計架構,確定了整個基帶的設計指標。其次,在數字基帶解調回路設計中,采用了I/Q兩路相關器陣列進行頻偏估計,采用相關解碼的方式進行數據解調,采用累積校正算法對解調過程中的非整數點采樣引入的積累誤差進行糾正。FPGA測試結果

3、表明,該數字解調器性能優(yōu)良,在保證5.71×10-5誤碼率的情況下該解調器的最小解調信噪比小于0.5dB,對整個節(jié)點接收鏈路接收靈敏度性能的提高提供了有力的支持。再次,設計了適用于零中頻接收的基帶抗混疊低通濾波器,并實現了電容可調諧功能,在設計過程中,重點分析了Active-RC濾波器中運算放大器性能指標的選取原則,進行了濾波器的電路設計和版圖設計。
　　 最后,對數字基帶部分FPGA做了完整的功能驗證,引入了Matlab的低信