概述

今天的物聯(lián)網(wǎng)需要更多無線傳感器網(wǎng)絡的支持 從無線技術的能力和可靠性，尤其是 低成本，低功耗無線通信 相對較低的數(shù)據(jù)速率。這些類型的應用程序應用于家庭自動化系統(tǒng)，游戲和汽車自動化， 智能化樓宇的控制，并為這些無線電收發(fā)器的要求系統(tǒng)使一個高度集成的CMOS實現(xiàn)一 是顯而易見的選擇。 ZigBee無線技術及其 IEEE 802.15.4標準的基礎是一種理想的低成本，低功率 無線解決方案。

WSN的設計與仿真

從設計和驗證的觀點來看，這種整合的CMOS低功耗無線系統(tǒng)意味著模擬，RF和DSP功能，必須緊緊相連和運營在一起。這也是必要的模擬整個系統(tǒng)包括一個非常不同的集合信號和功能模塊。一個全面的仿真必須使用工具來處理這些各種各樣的信號類型。

在這個例子中，模擬的重點是變送器路徑的ZigBee設備。它有助于了解在ZigBee收發(fā)器標準在演出前建模并仿真它的發(fā)射路徑。該模型包括發(fā)射機純粹的數(shù)字模型用VHDL，Verilog中的擬模型，純SPICE的描述。完整的系統(tǒng)模擬是使用的ADM射頻和結果檢查。EVM（誤差矢量幅度）分析還演示和調(diào)制譜的提取基于802.15.4協(xié)議， 2.4GHz頻段物理層（PHY）802.15.4標準規(guī)定的兩種操作頻帶。一個是2.4GHz，另一個是868-915MHz。這種模擬的重點是在2.4GHZ。對于2.4 GHz的物理層，該標準規(guī)定如何進行數(shù)據(jù)編碼，擴頻和調(diào)制（圖1）。開始從原始的基帶碼流，工作由四個位元組成。該芯片流是OQPSK調(diào)制（偏移正交相移鍵控）調(diào)制半正弦脈沖整形。這種調(diào)制格式也被稱為MSK(Minimum Shift Keying)。

一OQPSK調(diào)制芯片內(nèi)移（見圖1）。避免了我的轉變和Q同時穿越0值，這可能會導致大的振幅變化。圖2顯示了芯片序列生成和OQPSK調(diào)制調(diào)制半正弦脈沖整形。

傳輸路徑架構

該發(fā)射器架構的ZigBee所示如圖3。 I和Q數(shù)據(jù)低通濾波后減少了D/ A轉換的影響，并傳遞到了轉換正交混頻器。在此過程實現(xiàn)中，DAC是嵌入在調(diào)制器的模型，并且不會出現(xiàn)在原理圖（見圖4）。至于為用于轉換位數(shù)可編程并顯示為一個模型參數(shù)。通過采樣率也可編程，它被設置為10兆赫。

這個完整的模擬傳輸路徑示意圖在這個應用程序顯示在圖4。模型符號不同的塊，如果需要的話通過導入自動生成編譯的ADM庫和符號可以進一步編輯。一個設計庫，可以快速創(chuàng)建與最小的手動交互使用這種技術。

數(shù)字部分

數(shù)字處理部分如圖5所示。這包括時鐘和復位發(fā)生器，偽隨機碼序列生成和OQPSK調(diào)制半正弦波脈沖調(diào)制整形。輸出出的信號調(diào)制器的OQPSK調(diào)制是'真正的'類型VHDL的信號。每個芯片內(nèi)寫了可編程的轉換次數(shù)。

數(shù)字信號處理是用VHDL模型。直接借鑒了CommLib快速進入庫，它是一種行為模型庫可用兩種的VHDL - AMS和Verilog- AMS的。對于模型的源代碼提供了模擬器。這些模型可輕松定制，以滿足設計師的需求。在某些場合，他們甚至可以直接。

例如，低通濾波器采取了幾個實例直接從庫中沒有任何修改。應用程序特定的模式需要進行手動編碼。作為一個例子，VHDL代碼顯示在圖6確切偽隨機幾乎在802.15.4標準芯片序列。

白噪聲源中還包括測試平臺，并可能被用來加入白噪聲的信號，以監(jiān)測對EVM的影響。圖4顯示了這些噪聲源添加到濾波器輸出。它也有可能通過使用模擬IQ不平衡略有不同增益為I和Q濾波器。 IQ不平衡會扭曲星座圖，并使于EVM的指標惡化。