基于ZigBee協(xié)議的WSN節(jié)點基帶設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由于具有功耗低、節(jié)點多、組網(wǎng)快等特點,在物流、智能家居等領(lǐng)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(wǎng)絡(luò)節(jié)點的單芯片實現(xiàn)為目標(biāo),對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的基帶進(jìn)行了系統(tǒng)分析和電路設(shè)計。
　　 論文根據(jù)IEEE802.15.4協(xié)議,分析了基帶的數(shù)據(jù)特征,提出了基帶鏈路的系統(tǒng)架構(gòu),在SMIC0.18umMix-Signal1P6M標(biāo)準(zhǔn)工藝下設(shè)計并實現(xiàn)了基帶處理器,電容可調(diào)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(gòu)并進(jìn)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(shù)據(jù)特征,對發(fā)送接收信號的頻譜特征進(jìn)行了分析；在此基礎(chǔ)上提出了基帶的基本設(shè)計架構(gòu),確定了整個基帶的設(shè)計指標(biāo)。其次,在數(shù)字基帶解調(diào)回路設(shè)計中,采用了I/Q兩路相關(guān)器陣列進(jìn)行頻偏估計,采用相關(guān)解碼的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào),采用累積校正算法對解調(diào)過程中的非整數(shù)點采樣引入的積累誤差進(jìn)行糾正。FPGA測試結(jié)果

3、表明,該數(shù)字解調(diào)器性能優(yōu)良,在保證5.71×10-5誤碼率的情況下該解調(diào)器的最小解調(diào)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(shè)計了適用于零中頻接收的基帶抗混疊低通濾波器,并實現(xiàn)了電容可調(diào)諧功能,在設(shè)計過程中,重點分析了Active-RC濾波器中運算放大器性能指標(biāo)的選取原則,進(jìn)行了濾波器的電路設(shè)計和版圖設(shè)計。
　　 最后,對數(shù)字基帶部分FPGA做了完整的功能驗證,引入了Matlab的低信