ZigBee网络节点基带处理器的设计与实现
ZigBee网络节点基带处理器的设计与实现
［ ｙｗ ｒｓ ｉＢ ｅ ｒｔｃ ｌＷｉ ｌｓ Ｓ ｎｏ ｅｗｏｋＷ Ｓ ）ｂ ｓｂ ｎ —ｒｃｓｏ Ｋｅ ｏ ｄ ｜Ｚｇ ｅ ｏｏ ｏ； ｒ ｅｓ ｅ ｓｒ ｔ ｒ（ Ｎ ； ａｅ ａｄｐｏｅｓｒ ｐ ｅ Ｎ
１ 概述
随着无线通信技术、智能传感器 技术 以及分布式计算机 技术的高速发展 ，无线 传感器 网络（ ｒｌｓ Ｓ ｎｏ ｅｗ ｒ， Ｗｉ ｅｓ ｅ ｓｒＮ ｔ ｏｋ ｅ
解调 电路 的结构冗余 问题 ，降低 了数字接收机 的信 噪比。设计收 发控制器 完成 发送与接收流程的管理 ， 通过模式切换和软件平 台的优化降
低 了整个节点芯片 的工作 功耗 和面积 。通过 Ａ ｔ ａ ｔ ｔ ８ Ｇ ｌ ｒ Ｓｒ ｉ ０ Ｐ Ａ平台进行测试验证 ，结果符合设计要求 。 ｅ ａ ｘ￥ Ｆ 关键词 ：Ｚｇ ｅ 协议 ；无线传感器 网络 ；基带处理器 ｉ ｅ Ｂ
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算 机
工
程
２ ０ 年 ９月 ０８
Ｓ ｐｅ ｅ ０ ８ ｅ ｔ ｍｂ ｒ ２ ０
Ｃｏ ｍｐ ｔ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｕ ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ
・工程 应用 技术 与 实现 ・
文章编号：１ ０． ２（０） ＿ｏ１— ３ 文献标识码： ０ —３ ８ ０８ ＿２９ ０ ４ ２ １＿ ７ Ａ
中图分类号． Ｎ９ Ｔ ４２
Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ网络节点基带处理器的设计与实现
施 汝杰 ，高佩君 ，田佳音 ，闵 吴
（ 复旦大学专用集成 电路和 系统国家重点实验室 ，上海 ２ １ ０ ） ０２３ 摘 要 ：设计一款新型符合 Ｚｇ ｅ 协议 的无线 传感器 网络节点基带处理器 。提 出一种 Ｏ Ｑ Ｓ ｉ ｅ Ｂ — Ｐ Ｋ非相干解调 的同步相关解码方式 ，解决 了
基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现
基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现二、硬件设计1. CC2530芯片CC2530是德州仪器（TI）公司推出的一款具有Zigbee通信功能的片上系统（SoC）芯片，集成了802.15.4无线通信功能以及8051微控制器。
CC2530具有低功耗、快速响应、可靠性高等特点，适合用于构建Zigbee传感网络。
2. 传感器节点传感器节点是Zigbee网络中的重要组成部分，它可以通过各种传感器采集环境信息，并通过无线网络发送到协调器节点。
传感器节点通常包括温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等，以满足不同的监测需求。
3. 协调器节点协调器节点是Zigbee网络中的核心节点，负责网络管理、数据协调、安全认证等功能。
在本设计中，我们选择CC2530作为协调器节点的芯片，通过其内置的Zigbee功能实现网络连接和数据传输。
4. 网络拓扑在设计Zigbee无线传感网络时，需要考虑网络拓扑结构，一般可以选择星型、网状或者混合型拓扑结构。
根据实际应用需求，可以灵活选择合适的网络拓扑结构。
三、软件开发1. Zigbee协议栈在基于CC2530的Zigbee无线传感网络中，需要使用Zigbee协议栈来实现Zigbee协议的各层功能，包括PHY层、MAC层、网络层和应用层等。
TI 公司提供了针对CC2530芯片的Z-Stack协议栈，可以帮助开发者快速实现Zigbee通信功能。
2. 网络配置在软件开发过程中，需要对Zigbee网络进行配置，包括节点连接、网络路由、数据传输等方面。
通过Z-Stack协议栈提供的API接口，可以方便地进行网络配置和管理。
3. 数据处理在传感节点和协调器节点之间，需要进行数据的采集、传输和处理。
通过Z-Stack提供的数据传输接口和协议栈功能，可以实现传感数据的采集和传输，以及协调器节点的数据处理和分发。
3. 安全认证在Zigbee网络中，安全认证是至关重要的一环。
通过Z-Stack协议栈提供的安全认证接口，可以实现节点之间的安全通信，保障网络数据的安全性。
基于ZigBee的无线传感网络节点的封装和实现
基于ZigBee的无线传感网络节点的封装和实现韦姗姗;胡圣波【期刊名称】《贵州师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(035)002【摘要】We realize the ZigBee wireless sensor network node encapsulation,by applying CC2530 of TI company as a wireless sensor network node information detection and processing core chip.Based on CC2530 chips,we analyzed DHT11 digital temperature and humidity sensor,sensor node encapsulation ing Altium Designer,complete the encapsulation and implementation of sensor node can be accomplished.The experimental results show that the temperature and humidity after encapsulation of the sensor measuring is consistent with actual weather,and is more sensitive than traditionalthermometer,hygrometer.%采用TI公司的CC2530作为无线传感网络节点的信息检测与处理核心芯片,实现ZigBee无线传感网络节点的封装.在介绍CC2530芯片的基础上,分析了包括DHT11数字温湿度传感器在内的传感节点的封装过程.采用Altium Designer,完成了传感节点的封装和实现.实验结果表明,封装后传感节点测量的温湿度与天气实况一致,比传统温度计、湿度计更灵敏.【总页数】5页(P93-97)【作者】韦姗姗;胡圣波【作者单位】贵州师范大学智能信息处理研究所,贵州贵阳550001;贵州省教育厅射频识别与传感网络工程中心,贵州贵阳550001;贵州师范大学智能信息处理研究所,贵州贵阳550001;贵州省教育厅射频识别与传感网络工程中心,贵州贵阳550001【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.基于IEEE802.15.4的ZigBee无线传感器网络节点的设计与实现 [J], 吕俊霞;徐珂2.基于ZigBee的无线传感网络节点的设计与实现 [J], 罗回彬;吴方;潘维松;吴婉娜;吴庆光3.基于ZigBee的无线传感器网络节点的设计与通信实现 [J], 昂志敏;金海红;范之国;段勇4.基于 ZigBee 的无线传感器网络节点的设计与实现 [J], 于洪波5.基于ZigBee的无线传感网络节点的设计与实现 [J], 罗回彬;吴方;潘维松;吴婉娜;吴庆光因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ZigBee网络节点基带处理器的设计与实现
2008年9月September 2008计 算 机 工 程Computer Engineering 第34 第17期Vol 卷.34 No.17·工程应用技术与实现·文章编号：1000—3428(2008)17—0219—03文献标识码：A中图分类号：TN492ZigBee 网络节点基带处理器的设计与实现施汝杰，高佩君，田佳音，闵 昊(复旦大学专用集成电路和系统国家重点实验室，上海 201203)摘 要：设计一款新型符合ZigBee 协议的无线传感器网络节点基带处理器。
提出一种O-QPSK 非相干解调的同步相关解码方式，解决了解调电路的结构冗余问题，降低了数字接收机的信噪比。
设计收发控制器完成发送与接收流程的管理，通过模式切换和软件平台的优化降低了整个节点芯片的工作功耗和面积。
通过Altera Stratix S80 FPGA 平台进行测试验证，结果符合设计要求。
关键词：ZigBee 协议；无线传感器网络；基带处理器Design and Implementation of Baseband-processorfor ZigBee Network NodeSHI Ru-jie, GAO Pei-jun, TIAN Jia-yin, MIN Hao(State Key Laboratory of ASIC & System, Fudan University, Shanghai 201203)【Abstract 】This paper presents a new baseband-processor for Wireless Sensor Network(WSN) node based on ZigBee protocol. A dedicated demodulation architecture based on a non-coherent receiver algorithm is proposed to enhance the receive sensitivity and reduce the circuit redundancy. A new transceiver control unit is designed to manage the whole transmit and receive process. Other techniques, such as operation mode switch, power management, software platform optimization etc. are also implemented to reduce the power consumption as well as chip area. The design is implemented and verified in Altera Stratix S80 FPGA platform. Test results prove its expected functionality and its low power consumption.【Key words 】ZigBee protocol; Wireless Sensor Network(WSN); baseband-processor1 概述随着无线通信技术、智能传感器技术以及分布式计算机技术的高速发展，无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)技术逐渐成熟[1-2]。
ZigBee的无线传感器网络节点的设计方案与实现
另一方面，新兴的ZigBee技术具有体积小、无需线缆、可容纳节点数多、工作频段免费、低功耗、安全可靠、具嵌入式智能、可自动动态组网、可互操作、多跳传递、拆装方便等特性，因此十分适合于组建无线网络，本文将讨论一个基于ZigBee技术的无线应变节点网络的设计。
基于ZigBee技术的无线传感器节点的设计思路2005年6月公布的ZigBee/IEEE802.15.4标准采用低数据速率(250kbps)来取代低功耗、低成本和小体积的特性，这使其在所有短程无线技术中具有极大的潜力。
采用在大多数应用可接受的低速率，独特的节能管理(信标唤醒/休眠)技术、减小占空比(2%)以及数据优化融合模式，可以实现无需电源连线的小型电池供电。
通过采用DSSS编码、半正弦脉冲形状的偏移正交相移键控调制、128位加密算法等先进技术，可以保障通信与数据的安全性。
图所示为嵌入式应变传感器节点的内部结构框图，其中内嵌了TI最新单芯片ZigBee SoC的双核多线程结构。
嵌入式应变传感器节点的内部结构框图(内嵌TI最新单芯片ZigBee SoC的双核多线程结构)。
本设计为可外接应变片的开放式传感器，应变测量传感器采集应变片电桥失衡产生的微伏级电压信号，比其它采集毫伏级信号的传感器要复杂得多(如温度、振动、烟尘传感器)，其主要原因是：1. 桥路电流大于10mA时应变片会发热不稳定，因此要求供桥电压低且高度稳定。
从而导致产生信号很小，一般为1με/1μV。
2. 要求可编程信号调节器的放大倍数达到千倍左右，并且具有高稳定性和超低噪声特性。
本设计中采用的是24位A/D及可编程抗混滤波器。
3. 由于应变测量必须根据需要来现场灵活设置测点数量、半桥/全桥、灵数系数、初始值、加载值、多种应变花计算等，大量复杂的分析处理都采用(资源有限的嵌入式节点內嵌)专用MCU来完成。
4. 射频通信必须采用节能的ZigBee芯片，以实现安全可靠的数据传输，其内嵌的MCU将完成复杂的通信及网络管理任务。
zigbee网络拓扑结构及节点设计
zigbee网络拓扑结构及节点设计作者：叶子2 1 引言基于zigbee技术的无线传感器网络适用于网点多、体积小、数据量小，传输可靠、低功耗等场合，在环境监测、无线抄表、智能小区、工业控制等领域已取得一席之地[1]。
同时，zigbee规范与协议日臻完善[2]。
从zigbee1.0、zigbee1.1到目前最新的zigbee2007/pro，zigbee协议规范的演进对硬件系统提出了更高的要求[3]。
2 设计要求2.1 zigbee网络结构从网络结构上看，zigbee网络有星形，树形，网状3种模式，按照网络节点功能划分可分为终端节点(ep)、路由器节点(rp)和协调器节点(cp)3种[2]。
其组织结构如图1示。
图1 zigbee网络拓扑结构其中，协调器节点负责发起并维护一个无线网络，识别网络中的设备加入网络;路由器节点支撑网络链路结构，完成数据包的转发;终端节点是网络的感知者和执行者，负责数据采集和可执行的网络动作[2]。
这就要求zigbee网络节点需扮演终端感知者、网络支持者、网络协调者3种角色。
从功能上，zigbee节点应由微控制器模块、存储器、无线收发模块、电源模块和其它外设功能模块组成。
其结构如图2所示。
图2 zigbee网络节点模块图其中，包括dma、usart模块、定时器模块、a/d模块在内的丰富的外设功能来满足网络对硬件资源的需求，存储器模块完成协议栈的存储与执行，cpu实现数据的运算与处理，mac定时器用于实现网络同步，使用aes技术对信息进行加密，无线模块完成收据的收发与信息帧控制。
2.2 zigbee网络节点设计要求(1)可供选择的无线频段。
无线频段的选择要兼具较高的传输速率和较好的绕射性能，同时要具备一定的抗干扰力。
2.4ghz频段是ieee 502.15.4定义的工作在ism频段的两个工作频段之一，有16个速率为250kb/s的信道。
(2)体积小，成本低，易于大规模布建。
zigbee技术较其它无线技术的优势在于自组网，这就需要布建大规模的网络节点，因此成本问题凸显出来，有资料显示：10$左右的zigbee网络节点有较高的性价比。
ZigBee网络层的设计与实现
ZigBee 网络层的设计与实现刘市生1,张贤华2(1.中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081;2.北京航天飞行控制中心,北京100094)摘 要 ZigBee 是基于IEEE 802.15.4的一种新兴的无线网络技术。
详细介绍了ZigBee 协议栈的架构、层协议的参考模型。
分析了ZigBee 协议网络层关键技术,提出了具体网络层实现方案,并给出了基于该技术的路由过程。
在以TI 公司的CC2430芯片搭建的硬件平台上,测试了基于ZigBee 协议的路由实现。
实验表明,基于ZigBee 协议组建的无线网络,能够实现较复杂网络的路由功能,网络的可扩展性强,具有很好的实用效果。
关键词 LR -WPAN ;ZigBee ;Cluster -Tree ;AODVjr中图分类号 TP393.02 文献标识码 A 文章编号 1003-3106(2008)11-0007-03Design and Implementation of Network Layer in ZigBeeLIU Shi -sheng ,ZHANG Xian -hua 2(1.The 54th Res earch Institute of CETC ,Shijia zhuang H ebei 050002,China ;2.Beijing A eros pace Co ntr ol Center ,Beijing 100094,China )A bstract The paper describes the architecture of ZigBee protocol stack and reference model of layer protocol in detail ,introduces the key technologies of net work layer of ZigBee protocol stack ,and presents the i mplementation scheme of network layer .B y using the hard ware platform built by CC2430C MOS chip ,the establish ment of routing process based on ZigBee has been tested .The experiment indicates the wireless network based on ZigBee protocol can implement the routing function of complex network ,and has the strong expansibility and good practicality .Key words LR -WPAN ;ZigBee ;Cluster -Tree ;AODVjr收稿日期:2008-03-170 引言随着科学技术的发展,无线技术应用越来越广泛,支持静态固定拓扑的无线网络也逐渐被支持动态变化拓扑的无线网络取代。
基于CC2420的ZigBee通信节点的设计与实现.
基于CC2420的ZigBee通信节点的设计与实现基于CC2420的ZigBee通信节点的设计与实现类别：通信网络摘要：介绍了利用CC2420 和LPC213X 搭建的符合ZigBee 标准的嵌入式节点，并设计了相应的接口软件。
随着社会的发展，人们对通信技术的要求日益提高，无线通信技术在其中扮演着越来越重要的角色。
ZigBee作为一种国际标准短距离无线通信协议，其协议栈体系结构是基于标准七层开放式系统互联参考模型(OSI) ，IEEE 802.15.4 -2003 标准定义了下面的两层：物理层(PHY) 和媒体接入控制子层。
网络层、应用会聚层、应用层则由ZigBee 联盟制订。
IEEE 802.15.4-2003 有三个PHY 层，包括单个分离的频率范围：868 MHz 、915 MHz 和2.4 GHz 。
低频率PHY 层包括868 MHz 欧洲频段和915 MHz 美国及澳大利亚频段，高频段PHY 层为全球通用。
ZigBee 协议标准具有如下特点：成本低、功耗低、时延短、网络容量大、可靠性高、安全和传输距离远。
Zig-Bee 技术主要应用在短距离范围内的低速率电子设备之间的数据传输，因此非常适用于家电和小型电子设备的无线控制指令传输，其典型的传输数据类型包括周期性数据、间歇性数据和重复低反应时间数据等。
ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费类电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。
1 CC2420 射频芯片CC2420 是Chipcon 公司( 现被美国德州仪器公司收购) 推出的，用来实现ZigBee 应用的单片RF 收发器，它具有高度集成、低成本、低电压、低功耗等特点，支持2.4 GHz IEEE 802.15.4/ZigBee 协议，内置数字直接序列扩频调制解调模块，其数据通信速率可达250 Kb/s 。
CC2420 射频芯片的特征如下：第一款真正的2.4 GHz符合IEEE 802.15.4 标准的射频收发器，具备基带调制解调和MAC 层支持功能：自动生成帧引导序列，插入和检测同步字，CRC-16 计算和校验，空闲信道估，接收信号强度指示(RSSI) 和链路质量指示(LQI) 以及三种模式的MAC 安全保护；直接序列扩频(DSSS) 基带调制解调，码片速率达2 MChip/s ，有效数据速率达250 Kb/s ；同时适用于RFD 和FFD；超低电流消耗(RX：18.8 mA，TX：17.4 mA) ；片上稳压器提供2.1~3.6 V 的低电压，外部稳压器提供1.6~2.0 V 的低电压；可编程输出功率；无需外接滤波器，只需要接入晶振和很少的无源元器件；同相信号和正交相位信号低中频接收器和直接升频转换发送；128 B 发送数据缓存，128 B 接收数据缓存；CTR 加密/解密，CBC-MAC 验证，CCM 加密/解密+验证，单独的AES 加密；电源监控；QLP-48 封装，芯片大小为7 mm×7 mm。
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—219—ZigBee 网络节点基带处理器的设计与实现施汝杰，高佩君，田佳音，闵 昊(复旦大学专用集成电路和系统国家重点实验室，上海 201203)摘 要：设计一款新型符合ZigBee 协议的无线传感器网络节点基带处理器。
提出一种O-QPSK 非相干解调的同步相关解码方式，解决了解调电路的结构冗余问题，降低了数字接收机的信噪比。
设计收发控制器完成发送与接收流程的管理，通过模式切换和软件平台的优化降低了整个节点芯片的工作功耗和面积。
通过Altera Stratix S80 FPGA 平台进行测试验证，结果符合设计要求。
关键词：ZigBee 协议；无线传感器网络；基带处理器Design and Implementation of Baseband-processorfor ZigBee Network NodeSHI Ru-jie, GAO Pei-jun, TIAN Jia-yin, MIN Hao(State Key Laboratory of ASIC & System, Fudan University, Shanghai 201203)【Abstract 】This paper presents a new baseband-processor for Wireless Sensor Network(WSN) node based on ZigBee protocol. A dedicated demodulation architecture based on a non-coherent receiver algorithm is proposed to enhance the receive sensitivity and reduce the circuit redundancy. A new transceiver control unit is designed to manage the whole transmit and receive process. Other techniques, such as operation mode switch, power management, software platform optimization etc. are also implemented to reduce the power consumption as well as chip area. The design is implemented and verified in Altera Stratix S80 FPGA platform. Test results prove its expected functionality and its low power consumption.【Key words 】ZigBee protocol; Wireless Sensor Network(WSN); baseband-processor计 算 机 工 程Computer Engineering 第34卷 第17期Vol.34 No.17 2008年9月September 2008·工程应用技术与实现·文章编号：1000—3428(2008)17—0219—03文献标识码：A中图分类号：TN4921 概述随着无线通信技术、智能传感器技术以及分布式计算机技术的高速发展，无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)技术逐渐成熟[1-2]。
其特点之一是采用电池供电，如何使有限能量尽可能长时间地维持网络的正常运转成为关键。
为了满足WSN 低功耗、低成本的设计目标，ZigBee 联盟推出了针对WSN 的ZigBee 协议。
ZigBee 协议的物理层(PHY)和媒体接入层(MAC)由IEEE802.15.4 [3]工作组制定，定义了900 MHz 和2.4 GHz 两个频段，由于2.4 GHz 在中国属于免费频段，因此本文的工作也基于这个频率展开。
协议在2.405 GHz ~2.480 GHz 的范围内共定义了16个频道，信道间隔为5 MHz ，调制方式为O- QPSK ，其数据传输速率为250 Kb/s ，采用了基于伪随机噪声(PN)码的直接序列扩频(DSSS)技术，扩频增益为8。
对于无线传感器网络节点的设计已有文献提出，文献[4]完成了节点模拟射频前端的设计，但缺乏MCU 控制和软件支持，文献[5]用事件处理器设计实现了无线传感器网络节点的处理芯片，但并不符合ZigBee 协议的基带通讯准则。
本文以ZigBee 协议为基础，设计了符合IEEE 802.15.4协议PHY 层和MAC 底层要求的WSN 节点信号基带处理器。
工作模式切换、事件中断唤醒等方式有效降低了工作状态的功耗；同时，解调模块采用了新的非相干同步相关解调算法，进一步提高了解调模块的信号接收灵敏度，降低了电路开销。
2 系统设计 2.1 基带设计结构无线传感器网络节点基带由3部分组成，分别是微控制器(MCU)、收发机控制器(TCU)和调制解调模块。
图1为整个基带处理器的模块设计结构。
图1 WSN 节点基带处理器结构MCU 通过特殊功能寄存器(SFR)总线发送命令串，控制收发机的工作状态，包括接收、发送、闲置和睡眠等。
TCU 作者简介：施汝杰(1983－)，男，硕士研究生，主研方向：无线传感器网络；高佩君，博士研究生；田佳音，硕士研究生；闵 昊， 教授 收稿日期：2007-10-15 E-mail ：shirujie@Front End Front End Chip—220—接收MCU 发送的指令，在工作模式间进行切换，并协调基带数字信号处理模块的收发工作。
在发送链路中，帧数据处理器将对存于发送缓存(TXFIFO)中的数据进行处理，添加帧头，帧同步字节以及计算CRC 校验位，在接收到TCU 的发送指令后，将数据送入数字信号处理(DSP)模块，由DSP 模块实现DSSS 和O-QPSK 调制，将250 Kb/s 的数据流转换为2 Mchip/s 的片码序列，送入模数转换器。
接收链路中，DSP 模块接收从模数转换器送入的信号，对信号进行O-QPSK 解调和片码相关处理，将经过调制的片码序列解码为250 Kb/s 的数据码流，由帧数据处理器实现帧同步及CRC 校验，若校验通过，将数据存入接收缓存(RXFIFO)，并中断提示MCU 接收完成。
在设计中，为了使软件程序能够更方便地被开发和移植，MCU 采用了Synopsys 的DesignWare 8051 IP 核。
该MCU 兼容业界标准8051结构，有128 Byte SRAM 、64 KB RAM 和ROM ，并有计时计数器及RS232串口接口等周边模块，易于实现软件的C-51开发，它通过SFR 总线控制各周边模块，以命令串方式访问并改写收发控制器的状态寄存器，实现对基带工作模式的控制。
2.2 基带调制解调IEEE 802.15.4协议使用了带Sine 成形的O-QPSK 调制方式。
DSSS 扩频是通过将每4 bit 数据映射为一个Symbol 来选择16个准正交的PN 序列完成，每个PN 序列由32个片码组成。
片码速率为2 Mb/s ，由此得到的数据率为250 Kb/s 。
每个32位码被分成I-Q 两路16位子码。
有多种接收机结构可以实现对O-QPSK 调制类型的解 调[6]，但通常要采用电路代价较大(增大电路面积和门数)的波形成形匹配滤波器和载波恢复电路的相干解调方式，信号必须通过16路并行32位片码相关器。
为了使解调电路尽可能精简和有效，本文提出了一种基于非相干接收解调算法和特定相关同步模块的电路结构。
该方法利用了半波Sine 成形O-QPSK 信号的相位连续性。
根据接收信号的相位变化可以推出发射片码及它们的时钟同步信息。
特别是电路跟随输入信号向量的旋转方向，它的变化可表示为sgn()sgn()I Q Q I t tθ∂∂∆=×−×∂∂ (1) 相位增量信号(θ∆)可以被用于重构发射片码，而它的过零点可以作为时序参考(最小的2个过0点间的周期即半个片码周期)。
相比传统的通过扩频码相关接收信号的方法，本文提出的方法可以直接产生一组新的用于θ∆信号的编码(见 表1)。
可以发现它们保留了原扩频码的特性，可以从一组编码通过旋转和反向得到。
这种特性可以使得相关模块的设计更为简单，可以通过如图2所示的一个16组编码的位相关器实现，每组编码通过位旋转即可得到，在一个片码周期内 (32个片码)线性的与片码进行相关运算。
相关运算结果最大的编码被选出，并输出相应的4位解码后数据。
在每帧数据的帧头部分，相关器也可以被用来得到时序和相位参考信息，并传递给后续的处理模块。
通过Matlab 的误码率(BER)模型仿真验证，数字接收信道可以解调最小信噪比为0.5 dB 的输入信号，达到并超过了协议[3]中的标准，进一步减少对前端模拟电路的灵敏度的要求。
与传统的并行相关方法相比，本文的解码方法使硬件消耗也得到有效地降低。
表1 相位增量信号编码Data SymbolsChip values (c 0, c 1,…, c 31)0000 00111111000100001010001100100110 0010 01100011111100010000101000110010 0100 00100110001111110001000010100011 0110 00110010011000111111000100001010 1000 10100011001001100011111100010000 1010 00001010001100100110001111110001 1100 000100001010001100100110001111111110 11110001000010100011001001100011 0001 11000000111011110101110011011001 0011 10011100000011101111010111001101 0101 11011001110000001110111101011100 0111 11001101100111000000111011110101 1001 010111001101100111000000111011111011 11110101110011011001110000001110 1101 11101111010111001101100111000000 111100001110111101011100110110011100图2 ZigBee 片码解码电路2.3 低功耗模式管理在WSN 节点电路中，MCU 及模拟前端电路的功耗约占系统总功耗的80%。