頻率的選擇
發(fā)布時(shí)間:2012/3/27 20:28:14 訪問次數(shù):1487
提高數(shù)據(jù)傳輸速率可以TPS5420DR減少數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)間，對于節(jié)能有一定的好處，但需要同時(shí)考慮提高網(wǎng)絡(luò)速度對誤碼的影響。一般用單個(gè)比特的收發(fā)能耗來定義數(shù)據(jù)傳輸對能量的效率，但比特能耗越小越好。
頻率的選擇是影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能、成本的一個(gè)重要參數(shù)。在小節(jié)中已對我國頻譜資源分配做了一個(gè)簡略的介紹，考慮到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低成本的要求，ISM波段無疑是首要的選擇。ISM波段在高頻和特高頻的頻率范圍上都有分布，但信號在不同的頻度上傳播特性、功率消耗以及對器件性能和天線要求卻是有很大區(qū)別。例如，在ISM13.5MHz，如果采用州4對偶天線，天線長度為5.6m，顯然要求這么長的天線很不適合小體積的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；對于ISM2.4GHz，其采用州4對偶天線，天線長度為3.lcm，這么高的頻率就可以將節(jié)點(diǎn)做得很小，也有利于天線的MEMS集成。但是從功耗的角度分析會發(fā)現(xiàn)，在傳輸相同的有效距離時(shí)，載渡頻率越高消耗能量越多，這是因?yàn)楦哳l率載波對頻率合成器的要求也就越高，在射頻前端發(fā)射機(jī)中頻率合成器可以說是其主要的功耗模塊，并且根據(jù)自由空間無線傳輸損耗理論可以知道，波長越短其傳輸損耗越大，也就意味著高頻率需要更大的發(fā)射功率來保證一定的傳輸距離。另外，從節(jié)點(diǎn)的物理層集成化的角度來考慮，雖然當(dāng)前的CMOS工藝已經(jīng)成為主流，但是對大電感的集成化還是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)，隨著深亞微米工藝的進(jìn)展，更高的頻率更易于電感的集成化設(shè)計(jì)，這對于未來節(jié)點(diǎn)的完全SOC設(shè)計(jì)是有利的，所以頻段的選擇是一個(gè)非常慎重的問題。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種面向應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，所以針對不同的實(shí)際應(yīng)用應(yīng)該綜合成本、功耗、體積的條件下進(jìn)行一個(gè)最優(yōu)選擇。美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)給出了2.4GHz是當(dāng)前工藝條件下，將功耗需求、成本、體積等折中較好的一個(gè)頻段，并且是全球的ISM波段，但是這個(gè)段也是現(xiàn)階段不同應(yīng)用設(shè)備可能造成相互干擾最嚴(yán)重的頻段，因?yàn)樗{(lán)牙、WLAN、微波爐設(shè)備、無繩電話等都采用該頻段的頻率。
目前，很多研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)物理層基本上都是在現(xiàn)有的期間工藝水平上展開的，基本上采用結(jié)構(gòu)簡單的幅移鍵控(ASK)、頻移鏈控(FSK)以及最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制方式，在頻段的選擇上也都集中在433～464MH、902～928MH及2.4～2.5GHz的ISM波段。
頻率的選擇是影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能、成本的一個(gè)重要參數(shù)。在小節(jié)中已對我國頻譜資源分配做了一個(gè)簡略的介紹，考慮到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低成本的要求，ISM波段無疑是首要的選擇。ISM波段在高頻和特高頻的頻率范圍上都有分布，但信號在不同的頻度上傳播特性、功率消耗以及對器件性能和天線要求卻是有很大區(qū)別。例如，在ISM13.5MHz，如果采用州4對偶天線，天線長度為5.6m，顯然要求這么長的天線很不適合小體積的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；對于ISM2.4GHz，其采用州4對偶天線，天線長度為3.lcm，這么高的頻率就可以將節(jié)點(diǎn)做得很小，也有利于天線的MEMS集成。但是從功耗的角度分析會發(fā)現(xiàn)，在傳輸相同的有效距離時(shí)，載渡頻率越高消耗能量越多，這是因?yàn)楦哳l率載波對頻率合成器的要求也就越高，在射頻前端發(fā)射機(jī)中頻率合成器可以說是其主要的功耗模塊，并且根據(jù)自由空間無線傳輸損耗理論可以知道，波長越短其傳輸損耗越大，也就意味著高頻率需要更大的發(fā)射功率來保證一定的傳輸距離。另外，從節(jié)點(diǎn)的物理層集成化的角度來考慮，雖然當(dāng)前的CMOS工藝已經(jīng)成為主流，但是對大電感的集成化還是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)，隨著深亞微米工藝的進(jìn)展，更高的頻率更易于電感的集成化設(shè)計(jì)，這對于未來節(jié)點(diǎn)的完全SOC設(shè)計(jì)是有利的，所以頻段的選擇是一個(gè)非常慎重的問題。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種面向應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，所以針對不同的實(shí)際應(yīng)用應(yīng)該綜合成本、功耗、體積的條件下進(jìn)行一個(gè)最優(yōu)選擇。美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)給出了2.4GHz是當(dāng)前工藝條件下，將功耗需求、成本、體積等折中較好的一個(gè)頻段，并且是全球的ISM波段，但是這個(gè)段也是現(xiàn)階段不同應(yīng)用設(shè)備可能造成相互干擾最嚴(yán)重的頻段，因?yàn)樗{(lán)牙、WLAN、微波爐設(shè)備、無繩電話等都采用該頻段的頻率。
目前，很多研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)物理層基本上都是在現(xiàn)有的期間工藝水平上展開的，基本上采用結(jié)構(gòu)簡單的幅移鍵控(ASK)、頻移鏈控(FSK)以及最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制方式，在頻段的選擇上也都集中在433～464MH、902～928MH及2.4～2.5GHz的ISM波段。
提高數(shù)據(jù)傳輸速率可以TPS5420DR減少數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)間，對于節(jié)能有一定的好處，但需要同時(shí)考慮提高網(wǎng)絡(luò)速度對誤碼的影響。一般用單個(gè)比特的收發(fā)能耗來定義數(shù)據(jù)傳輸對能量的效率，但比特能耗越小越好。
頻率的選擇是影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能、成本的一個(gè)重要參數(shù)。在小節(jié)中已對我國頻譜資源分配做了一個(gè)簡略的介紹，考慮到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低成本的要求，ISM波段無疑是首要的選擇。ISM波段在高頻和特高頻的頻率范圍上都有分布，但信號在不同的頻度上傳播特性、功率消耗以及對器件性能和天線要求卻是有很大區(qū)別。例如，在ISM13.5MHz，如果采用州4對偶天線，天線長度為5.6m，顯然要求這么長的天線很不適合小體積的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；對于ISM2.4GHz，其采用州4對偶天線，天線長度為3.lcm，這么高的頻率就可以將節(jié)點(diǎn)做得很小，也有利于天線的MEMS集成。但是從功耗的角度分析會發(fā)現(xiàn)，在傳輸相同的有效距離時(shí)，載渡頻率越高消耗能量越多，這是因?yàn)楦哳l率載波對頻率合成器的要求也就越高，在射頻前端發(fā)射機(jī)中頻率合成器可以說是其主要的功耗模塊，并且根據(jù)自由空間無線傳輸損耗理論可以知道，波長越短其傳輸損耗越大，也就意味著高頻率需要更大的發(fā)射功率來保證一定的傳輸距離。另外，從節(jié)點(diǎn)的物理層集成化的角度來考慮，雖然當(dāng)前的CMOS工藝已經(jīng)成為主流，但是對大電感的集成化還是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)，隨著深亞微米工藝的進(jìn)展，更高的頻率更易于電感的集成化設(shè)計(jì)，這對于未來節(jié)點(diǎn)的完全SOC設(shè)計(jì)是有利的，所以頻段的選擇是一個(gè)非常慎重的問題。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種面向應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，所以針對不同的實(shí)際應(yīng)用應(yīng)該綜合成本、功耗、體積的條件下進(jìn)行一個(gè)最優(yōu)選擇。美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)給出了2.4GHz是當(dāng)前工藝條件下，將功耗需求、成本、體積等折中較好的一個(gè)頻段，并且是全球的ISM波段，但是這個(gè)段也是現(xiàn)階段不同應(yīng)用設(shè)備可能造成相互干擾最嚴(yán)重的頻段，因?yàn)樗{(lán)牙、WLAN、微波爐設(shè)備、無繩電話等都采用該頻段的頻率。
目前，很多研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)物理層基本上都是在現(xiàn)有的期間工藝水平上展開的，基本上采用結(jié)構(gòu)簡單的幅移鍵控(ASK)、頻移鏈控(FSK)以及最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制方式，在頻段的選擇上也都集中在433～464MH、902～928MH及2.4～2.5GHz的ISM波段。
頻率的選擇是影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能、成本的一個(gè)重要參數(shù)。在小節(jié)中已對我國頻譜資源分配做了一個(gè)簡略的介紹，考慮到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低成本的要求，ISM波段無疑是首要的選擇。ISM波段在高頻和特高頻的頻率范圍上都有分布，但信號在不同的頻度上傳播特性、功率消耗以及對器件性能和天線要求卻是有很大區(qū)別。例如，在ISM13.5MHz，如果采用州4對偶天線，天線長度為5.6m，顯然要求這么長的天線很不適合小體積的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；對于ISM2.4GHz，其采用州4對偶天線，天線長度為3.lcm，這么高的頻率就可以將節(jié)點(diǎn)做得很小，也有利于天線的MEMS集成。但是從功耗的角度分析會發(fā)現(xiàn)，在傳輸相同的有效距離時(shí)，載渡頻率越高消耗能量越多，這是因?yàn)楦哳l率載波對頻率合成器的要求也就越高，在射頻前端發(fā)射機(jī)中頻率合成器可以說是其主要的功耗模塊，并且根據(jù)自由空間無線傳輸損耗理論可以知道，波長越短其傳輸損耗越大，也就意味著高頻率需要更大的發(fā)射功率來保證一定的傳輸距離。另外，從節(jié)點(diǎn)的物理層集成化的角度來考慮，雖然當(dāng)前的CMOS工藝已經(jīng)成為主流，但是對大電感的集成化還是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)，隨著深亞微米工藝的進(jìn)展，更高的頻率更易于電感的集成化設(shè)計(jì)，這對于未來節(jié)點(diǎn)的完全SOC設(shè)計(jì)是有利的，所以頻段的選擇是一個(gè)非常慎重的問題。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種面向應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，所以針對不同的實(shí)際應(yīng)用應(yīng)該綜合成本、功耗、體積的條件下進(jìn)行一個(gè)最優(yōu)選擇。美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)給出了2.4GHz是當(dāng)前工藝條件下，將功耗需求、成本、體積等折中較好的一個(gè)頻段，并且是全球的ISM波段，但是這個(gè)段也是現(xiàn)階段不同應(yīng)用設(shè)備可能造成相互干擾最嚴(yán)重的頻段，因?yàn)樗{(lán)牙、WLAN、微波爐設(shè)備、無繩電話等都采用該頻段的頻率。
目前，很多研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)物理層基本上都是在現(xiàn)有的期間工藝水平上展開的，基本上采用結(jié)構(gòu)簡單的幅移鍵控(ASK)、頻移鏈控(FSK)以及最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制方式，在頻段的選擇上也都集中在433～464MH、902～928MH及2.4～2.5GHz的ISM波段。
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