一种极低功耗无线唤醒收发机设计资料.pdf

第 13卷第6期 上海大学学报 (自然科学版 ) Vol1‘3No.6 2007年 12月 JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE) Dec.21107 文章编号:1007-2861(2007)06-0657-06 一种极低功耗无线唤醒收发机设计 张雪凡， 沈明华 (上海大学通信与信息工程学院，上海200072) 摘要:在无线传感网中，接收机往往处于随时准备接收信息状态，因此节能是一个重要问题.该文提出一种降低功 耗的硬件结构和软件协议联合优化策略，分析了无线收发机节能的关键因素，提出一种简易实用的无线唤醒通信 协议，设计了一种低功耗无线收发机.实测结果表明，所设计的无线接收机功耗比传统设备降低10倍以上，达到了 实用要求. 关键词:无线传感网;无线唤醒;无线收发机 中图分类号:TN76 文献标识码 :A nofUltra-Low Power Wake-on-RadioTransceiver ZHANGXue-fan， SHENMing-hua (SchoolofCommunicationandInformationEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China) Abstract:PowerconsumptionisaseriouschallengetodesignersofRFtransceiversforuseindistributed wirelesssensornetworkssincethetransceivermustalwaysbepoweredonforpossibleincomingpackets.Inthis paper,weproposetocombineoptimizationoftheintegratedtransceiverhardwareandthemediumaccess controlprotocol.Byanalyzingkeyfactorsoflow-powerhardwarearchitectureandusingasimplifiedmedia accesscontrolprotocolforwake-on-radio,alowpowerRFtransceiverisdesigned.Testresultsshowthatpower consumptionoftheproposedRFtransceiverismorethan10timeslowerthanconventionalequipment， satisfyingthepracticalrequirements. Keywords:wirelesssensornetworks;wirelesswake-on-radio;RFtransceiver 在无线传感网设计中，无线收发机的节能是一 无线通信时，无线接收状态是能量的主要消耗 个非常关键的问题.无线节点的主要功耗来 自无线 因素，因为在低速率窄带无线通信网中，发送的信息 收发机，因为无线节点中的传感器可以用睡眠来降 较少，所以发送时间很短，而接收机必须随时准备接 低功耗，而无线收发机为保持通信必须不断地工作. 收可能的信息一个节点的理想状态应该是:当有信 无线收发机的功耗与电路的工艺、电路形式、调制方 息传送给这个节点时，该节点处于接收状态，当该节 式等都密切相关，文献 1〔〕详细讨论了这方面电路的 点有信息要发送时，该节点处于发送状态，在其他时 低功耗设计.要进一步减少功耗，只有通过减少无用 间该节点总是处于睡眠状态.而实际上，发射机并不 工作时间，优化操作过程，控制各功能块协调工作， 知道接收机何时是醒的.无线唤醒的概念就是为了