طراحی فرستنده- گیرنده با بازده بهینه برای شبکه های حسگر بیسیم بدنی

شبکه های حسگر بی سیم بدنی امکان برقراری ارتباط بی سیم بین گره های حس کننده و ایستگاه های سیار پزشکی را برای نمایش علایم حیاتی بیمار فراهم می کنند. حسگرها چون روی اعضای بدن قرار می گیرند باید تا حد ممکن کوچک باشند تا با وجود آنها روی اعضاء بدن کاربر احساس ناخوشایندی نداشته باشد. برای ایجاد چنین شرایطی، سیستم های استفاده شده در حسگر باید توان مصرفی پایینی داشته باشند تا منبع انرژی مورد نیاز آن نیز کوچک باشد. تا بتوان در فضای کوچکتری روی اعضای بدن انسان قرارگیرد. یکی از چالش های شبکه های حسگر بی سیم بدنی طراحی بخش فرستنده گیرنده حسگر با بازدهی بالا میباشد. فرستنده و - گیرنده شبکه های حسگر بی سیم بدنی در برخی مشخصات متفاوت از فرستنده و گیرندههای شبکههای حسگر بی سیم می- باشد. ارتباط نامتقارن، دریافت دادههای کنترلی کم، توان مصرفی بسیار کم و فضای اشغالی کم از جمله مشخصات خاص فرستنده گیرنده شبکه های حسگر بی سیم بدنی میباشد. - هدف در اجرای این طرح، دستیابی به یک سیستم فرستنده گیرنده با توان مصرفی پایین و سرعت داده بالاتر می باشد تا نهایتا - بازده انرژی سیستم بهبود یابد. برای رسیدن به این هدف، سه فرستنده با مدولاسیون های متفاوت و سرعت داده های مختلف پیشنهاد شده است. در فرستنده اول برای بهبود بازده انرژی سیستم فرستنده گیرنده، سرعت داده افزایش یافته و برای افزایش سرعت داده - سیستم در مدولاسیون ook نوسان ساز lc خاموش نمی شود بلکه بخش تقویت کننده توان در ارسال داده صفر خاموش می شود چون زمان روشن و خاموش شدن نوسان ساز lc زیاد می باشد با اعمال این روند برای سیستم فرستنده سرعت داده را می توان افزایش داد. این فرستنده دارای توان مصرفی 2 / 3 میلی وات با سرعت داده 285 مگابیت بر ثانیه دارای بازده انرژی 93 pj/bit.mw است. در فرستنده دوم برای بهبود بازده انرژی برای تولید سیگنال حامل از نوسان ساز وارونگر حلقوی استفاده شده است. با این نوسان ساز با توجه به اینکه سرعت روشن و خاموش شدن آن به مراتب بهتر از نوسان سازهای lc است به سرعت داده های بالاتری می توان دست یافت. توان مصرفی فرستنده پیشنهادی دوم 3 / 2 میلی وات است که با سرعت داده 60 مگابیت بر ثانیه دارای بازده انرژی 41 pj/bit.mw است. ساختار فرستنده پیشنهادی سوم در واقع با توجه به ساختار گیرنده، پیشنهاد شده که دارای فرکانس حامل 910 مگاهرتز و سرعت داده 5 مگا بیت بر ثانیه می باشد که با توان مصرفی 37 / 1 میلی وات، بازده انرژی 0.86 pj/bit.mw می شود. برای بخش گیرنده از تکنیک تزریق قفل استفاده شده است که قابلیت آشکار سازی مدولاسیون - fsk را دارد. توان مصرفی در این ساختار برای آشکار سازی fsk برابر 57 / 0 میلی وات با ولتاژ منبع تغذیه 7 / 0 ولت و سرعت داده 5 مگابیت بر ثانیه است این گیرنده دارای حساسیت -70 dbm و بازده انرژی 114 pj/bit می باشد. تمام مدارات پیشنهادی در تکنولوژی 180 نانو متر rfcmos در سطح ترانزیستور پیاده سازی شده است.