ZigBee無線射頻發射器路徑的ADM仿真

概述

今天的物聯網需要更多無線傳感器網絡的支持 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 相對較低的數據速率。這些類型的應用程序應用于家庭自動化系統，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器的要求系統使一個高度集成的CMOS實現一 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收發器標準在演出前建模并仿真它的發射路徑。該模型包括發射機純粹的數字模型用VHDL，Verilog中的擬模型，純SPICE的描述。完整的系統模擬是使用的ADM射頻和結果檢查。EVM（誤差矢量幅度）分析還演示和調制譜的提取基于802.15.4協議， 2.4GHz頻段物理層（PHY）802.15.4標準規定的兩種操作頻帶。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，該標準規定如何進行數據編碼，擴頻和調制（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調制（偏移正交相移鍵控）調制半正弦脈沖整形。這種調制格式也被稱為MSK(Minimum Shift Keying)。

一OQPSK調制芯片內移（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調制調制半正弦脈沖整形。

傳輸路徑架構

該發射器架構的ZigBee所示如圖3。 I和Q數據低通濾波后減少了D/ A轉換的影響，并傳遞到了轉換正交混頻器。在此過程實現中，DAC是嵌入在調制器的模型，并且不會出現在原理圖（見圖4）。至于為用于轉換位數可編程并顯示為一個模型參數。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，可以快速創建與最小的手動交互使用這種技術。

數字部分

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

數字信號處理是用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。