低功耗、小面積BLE射頻芯片研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：2021-07-15 20:49
隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）需求的日益增長(zhǎng),低功耗藍(lán)牙（BLE）技術(shù)已成為無線設(shè)備的一種短距離通信的流行解決方案,尤其是BLE通信傳輸距離延伸后對(duì)自動(dòng)化、工業(yè)控制、智慧家庭等應(yīng)用變得更加實(shí)用,因此BLE不僅具有科學(xué)研究意義而且還具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。為了延長(zhǎng)電池的壽命,通常BLE設(shè)備需要長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作,低功耗設(shè)計(jì)是BLE技術(shù)最重要的要求。BLE射頻芯片是BLE設(shè)備中的關(guān)鍵芯片,同時(shí)也是功耗占比最大的芯片,如何在滿足BLE射頻指標(biāo)要求的同時(shí),實(shí)現(xiàn)低功耗和低成本的射頻芯片設(shè)計(jì)一直是科研人員關(guān)注的問題。本文圍繞BLE射頻芯片低功耗和小面積的關(guān)鍵技術(shù)展開研究,著重對(duì)BLE射頻芯片的接收鏈路和發(fā)射鏈路的核心模塊進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的BLE射頻芯片通過0.11μm RFCMOS工藝進(jìn)行流片驗(yàn)證。本文主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:（1）提出了一種共享電感的接收前端射頻方案。該方案由天線開關(guān)、匹配電路、Inductor-Less低噪聲放大器（LNA）、有源混頻器組成。其中Inductor-Less LNA采用電流再生技術(shù)和有源電感技術(shù)相結(jié)合的兩級(jí)放大級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu),第一級(jí)的放大利用電流再生技術(shù)在低功耗下...
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：147 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
論文的研究框架
conet 形成的短距離自組織網(wǎng)絡(luò)在多種設(shè)備的設(shè)備在無線接近范圍內(nèi)時(shí)，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建 P有支持藍(lán)牙的無線電的任何設(shè)備都可以形設(shè)備。點(diǎn)（P2P）或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（P2MP）連接形成多個(gè)設(shè)備共享同一個(gè)信道，建立一個(gè)主和突。在藍(lán)牙技術(shù)中，一個(gè) Piconet 可以支每個(gè)設(shè)備本身也可以同時(shí)成為其他幾個(gè)微catternet 是具有相同覆蓋面積的。圖 2-1 為et，其中有 3 個(gè)單獨(dú)的 Piconet（P1、P2 和屬設(shè)備。從 P3 中可以看到，雖然 D 是 P了減少 Scatternet 網(wǎng)之間不必要的干擾，藍(lán)通過 AFH 減少兩個(gè)發(fā)射器占據(jù)相同傳輸通
華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文低功耗藍(lán)牙技術(shù)是與傳統(tǒng)藍(lán)牙一樣，在 2.4GHz 的國(guó)際頻段范圍內(nèi)運(yùn)行，該頻段專門開放應(yīng)用于工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療（ISM）的通信設(shè)備中。如圖 2-2 所示，BLE 的運(yùn)行頻段 2400-2483.5 MHz 被分為 40 個(gè)信道,其中 37 個(gè)信道為數(shù)據(jù)通信信道（綠色所示），另外 3 個(gè)信道為廣告通道（紅色所示），間隔 2 MHz：2402 2 ; 0, ,39if k MHz k (2-1)這與傳統(tǒng)的藍(lán)牙技術(shù)不一樣，傳統(tǒng)藍(lán)牙支持同一操作帶中的 78 個(gè)通道[31]。更大的通道間距是低功耗藍(lán)牙技術(shù)在節(jié)省電能方面所采用的折衷方案之一。具體地說，增加通道間距會(huì)放松對(duì)射頻濾波的要求，從而降低設(shè)備功耗。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種適用于IEEE802.15.4協(xié)議的全集成CMOS復(fù)數(shù)濾波器[J]. 鐘倫貴,楊海鋼,劉飛,高同強(qiáng),張輝. 電子與信息學(xué)報(bào). 2010(11)
[2]一種有源RC復(fù)數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)方法[J]. 丘聰,葉青,葉甜春. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2009(11)
[3]藍(lán)牙與802.11b的非協(xié)作共存技術(shù)AFH[J]. 徐潤(rùn),王平,鮮繼清. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2003(S2)
[4]AFH—使藍(lán)牙與Wi-Fi共存[J]. 韓娟娟,劉乃安,張金平. 無線電工程. 2003(01)
本文編號(hào)：3286442
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：147 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
論文的研究框架
conet 形成的短距離自組織網(wǎng)絡(luò)在多種設(shè)備的設(shè)備在無線接近范圍內(nèi)時(shí)，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建 P有支持藍(lán)牙的無線電的任何設(shè)備都可以形設(shè)備。點(diǎn)（P2P）或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（P2MP）連接形成多個(gè)設(shè)備共享同一個(gè)信道，建立一個(gè)主和突。在藍(lán)牙技術(shù)中，一個(gè) Piconet 可以支每個(gè)設(shè)備本身也可以同時(shí)成為其他幾個(gè)微catternet 是具有相同覆蓋面積的。圖 2-1 為et，其中有 3 個(gè)單獨(dú)的 Piconet（P1、P2 和屬設(shè)備。從 P3 中可以看到，雖然 D 是 P了減少 Scatternet 網(wǎng)之間不必要的干擾，藍(lán)通過 AFH 減少兩個(gè)發(fā)射器占據(jù)相同傳輸通
華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文低功耗藍(lán)牙技術(shù)是與傳統(tǒng)藍(lán)牙一樣，在 2.4GHz 的國(guó)際頻段范圍內(nèi)運(yùn)行，該頻段專門開放應(yīng)用于工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療（ISM）的通信設(shè)備中。如圖 2-2 所示，BLE 的運(yùn)行頻段 2400-2483.5 MHz 被分為 40 個(gè)信道,其中 37 個(gè)信道為數(shù)據(jù)通信信道（綠色所示），另外 3 個(gè)信道為廣告通道（紅色所示），間隔 2 MHz：2402 2 ; 0, ,39if k MHz k (2-1)這與傳統(tǒng)的藍(lán)牙技術(shù)不一樣，傳統(tǒng)藍(lán)牙支持同一操作帶中的 78 個(gè)通道[31]。更大的通道間距是低功耗藍(lán)牙技術(shù)在節(jié)省電能方面所采用的折衷方案之一。具體地說，增加通道間距會(huì)放松對(duì)射頻濾波的要求，從而降低設(shè)備功耗。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種適用于IEEE802.15.4協(xié)議的全集成CMOS復(fù)數(shù)濾波器[J]. 鐘倫貴,楊海鋼,劉飛,高同強(qiáng),張輝. 電子與信息學(xué)報(bào). 2010(11)
[2]一種有源RC復(fù)數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)方法[J]. 丘聰,葉青,葉甜春. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2009(11)
[3]藍(lán)牙與802.11b的非協(xié)作共存技術(shù)AFH[J]. 徐潤(rùn),王平,鮮繼清. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2003(S2)
[4]AFH—使藍(lán)牙與Wi-Fi共存[J]. 韓娟娟,劉乃安,張金平. 無線電工程. 2003(01)
本文編號(hào)：3286442
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