跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.221.70.232) 您好!臺灣時間:2024/05/30 21:55
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:邱威豪
研究生(外文):Wei-Hao Chiu
論文名稱:應用於身體感測網路低複雜度載波頻率偏移估計與補償晶片設計
論文名稱(外文):Low-Complexity Chip Design of carrier frequency offset estimation and compensation for Body Area Network Transceiver Systems
指導教授:林光浩林光浩引用關係
指導教授(外文):Kuang-Hao Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立勤益科技大學
系所名稱:電子工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:56
中文關鍵詞:同步載波頻率偏移人體區域網路心電圖
外文關鍵詞:Synchronizationcarrier frequency offset (CFO)body area network (BAN)electrocardiogram (ECG)
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:300
  • 評分評分:
  • 下載下載:21
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
隨著無線通訊技術的蓬勃發展,無線通訊技術已經能應用於人體內外,形成人體區域網路(Body Area Network, BAN)。由於近年來人口老化及少子化的影響,如何將無線通訊技術以及醫療技術合併應用於老人健康照護成為未來趨勢。目前以人體周圍的設備,例如隨身攜帶的手錶、感測器、手機以及人體內部 (即侵入式晶片)等均可成為無線通訊專用系統。而無線網路受限於外在環境的影響(Channel Effect),使得傳送訊號會因為訊號衰落(Additive White Gaussian Noise; AWGN)、多路徑效應(Multipath Propagation Effect),或是打雷干擾等種種因素造成突發性錯誤(burst-error)使得網路無法正常傳輸。本論文提出一基於ZigBee物理層規範之身體區域網絡系統的同步架構。我們使用前導碼(preamble)的前端部分做相關性運算進行符元檢測,然後計算通道效應帶來的影響,例如,載波頻率偏移(CFO)。透過接收端之互相關及自相關硬體架構運算出載波偏移數值,並用以偵測及補償載波頻率偏移之影響。
本文使用系統模擬之發送端信號並經由接收端的補償後,其中可檢測的載波頻率偏移弧度正確的誤差小於10-3。並利用TSMC 0.18μm製作實體電路晶片,晶片共包含8萬1千個邏輯閘(gate count),面積大小為1.375*1.366mm2。

This work presents a synchronization architecture based on ZigBee physical layer specifications for body area network systems. It uses preambles for correlation operation to detect the front-end of symbols and then calculate the influence of channel effect, for example, carrier frequency offset (CFO). By using the crosscorrelation and auto-correlation architectures as the synchronization of receivers, the data which is influenced by the carrier frequency can be compensated with the CFO compensation structure. This paper uses system simulation for signal compensation of the transmitting and receiving ends, which can detect the CFO bias radian correctly, with a detection error less than 10-3, and CFO is therefore compensated. The proposed hardware architecture with high precision is simulated and implemented by TSMC 0.18um CMOS technology. The design gate count and chip area are about 81k and 1.878mm2, respectively.
摘 要 i
Abstract ii
致 謝 iv
目 錄 v
圖 目 錄 vii
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2 研究背景與動機 3
1.2.1 IEEE 802.15.4(ZigBee)簡介 4
1.2.2 ZigBee與其他通訊協定之比較 5
1.3 研究方法 8
1.4 章節概要 10
第二章 IEEE802.15.4標準實體層架構 11
2.1 IEEE 802.15.4實體層封包格式 11
2.2 IEEE 802.15.4 2.4GHz實體層調變與解調技術 12
2.2.1 Bit-to-Symbol 12
2.2.2 Symbol-to-Chip 13
2.2.3 偏移正交相位移鍵 16
2.3 通道效應 20
第三章 系統同步估測演算法 22
3.1接收端同步架構 22
3.2時域同步估測 23
3.2.1封包偵測 23
3.2.2 符元邊界偵測 24
3.3載波頻率偏移估計與恢復 26
3.3.1 頻率偏移估計演算法 26
3.3.2 模擬測試 29
第四章 同步電路之硬體設計 33
4.1設計流程 33
4.2 封包和邊界值偵測 35
4.2.1 封包偵測 35
4.2.2 互相關和峰值偵測 38
4.3載波頻率偏移估計硬體架構 40
4.3.1 載波頻率偏移估計架構 40
4.4晶片硬體架構 42
4.5硬體實現結果 43
第五章 量測結果 48
第六章 結論 54
參考文獻 55

[1] 李育儒, “A Simple FSK Demodulator for Wireless Communication and Design of Power and Rate Adaptation Algorithms in a Cognitive Radio Network,” 國立彰化師範大學碩士論文, 中華民國九十九年七月
[2] B. Gyselinckx, C. V. Hoof, J. Ryckaert, R. F. Yaziciogl, P. Firorini, V. Leonov,“Human++: autonomous wireless sensors for body area networks," IEEE Custom integrated circuits conference (CICC), Jan. 2005.
[3] S. V. Roy, C. Oestges, F. Horlin, P. De Doncker, ”Ultra-wideband spatial correlation study for multi- sensor multi-antenna body area networks,” IET Seminar on Antennas and Propagation for Body-Centric Wireless Communications, pp.67-70, 24-24 April 2007.
[4] 游瑞元, “Baseband Design Techniques for Wireless Proximity Data Transmission,”國立交通大學博士論文, 中華民國九十七年七月
[5] Hsiao-Han Ma, Jui-Yuan Yu, Tsan-Wen Chen, Chien-Ying Yu, and Chen-Yi Lee, “An OFDMA Scheme Wireless Body Area Network with Frequency Pre-Calibration,” in Proc. 2008 IEEE VLSI-DAT, pp. 192-195, Apr. 2008.
[6] Shuenn-Yuh Lee, Liang-Hung Wang, and Qiang Fang, “A Low Power RFID Integrated Circuits for Intelligent Healthcare Systems,” IEEE Trans. on Information Technology in Biomedicine,14,6, pp1387-1396, Nov. 2010.
[7] IEEE std 802.15.4, “Part 15.4: Wireless medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications for low-rate wireless personal area networks (WPANs),” IEEE Computer Societr, Sep. 2006.
[8] 李俊賢, “無線感測網路與 ZigBee協定簡介,”NTP電信國家型科技計畫2006.元月號/77期.
[9] 徐彩, “Zigbee興起使PAN暗潮洶湧,”新通訊元件雜誌2004年2月號36期
[10] 黃天德, “IEEE 802.15.4基頻處理器之設計與實現,”國立成功大學電腦與通信工程研究所碩士論文, 中華民國九十四年七月.
[11] 龍起蓮, “無線傳感器網絡標準之爭—ZigBee與Z-Wave比較分析,”無線RF測試專題, 西元2007年. 中華民國九十五年七月
[12] “蓄勢待發,Z-Wave技術的市場前景,” 數字社區&;智能家居, 西元2011年6月.
[13] 陳凱信, “IEEE 802.15.4基頻收發機之設計與實現,” 國立清華大學電機工程學系碩士論文,中華民國95年
[14] Robert Chen-Hau Chang, Chih-Hung Lin, Kuang-Hao Lin, and Chien-Lin Huang, “Implementation of Carrier Frequency Offset and IQ Imbalance Compensation in OFDM Systems,” International Journal of Electrical Engineering, vol. 17, no. 4, pp. 251–260, Aug. 2010.
[15] 許家禎, “適用於正交分頻多工無線區域網路之同步電路的實現,” 國立中興大學電機工程學系碩士論文,中華民國94年7月
[16] 黃章閔, “應用於無線區域網路之正交分頻多工同步電路設計,”國立中興大學電機工程學系碩士論文,中華民國96年7月
[17] 陳凱信, “IEEE 802.15.4基頻收發機之設計與實現,”國立清華大學電機工程學系碩士論文,中華民國95年10月
Chua-Chin Wang, Jian-Ming Huang, Chih-Yi Chang, Kuang-Ting Cheng and Chih-Peng Li, “A 6.57 mW ZigBee transceiver for 868/915 MHz band,” in Proc. of 2006 International Symposium on Circuits and Systems (2006), pp. 5195–5198.

連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 22. 施光訓、林靜雯、翁群楷、張惠婷等人(2005)。構築“一流生技公司”之策略地圖-以台塩公司之聚焦策略為例。績效與策略研究,2卷1期,39 -58頁。
2. 23. 洪秀芬、楊銘欽、黃焜璋等人(2007)。應用平衡計分卡提升績效之研究-以某公立醫院總務室爲例。醫務管理期刊,8卷4期,348 -360頁。
3. 24. 馬震中、徐宓霞、黃松共、蔡易庭、應純哲等人(2011)。運用混合方法探討醫院導入平衡計分卡過程之員工認知、態度及問題。醫務管理期刊,12卷2期,27 -42頁。
4. 25. 唐淑美、顏上詠、陳祖裕、林正介等人(2010)。受試者保護與人體試驗委員會。醫事法學民99,17 卷2 期,1-12頁。
5. 26. 陳祖裕 (2013)。IRB簡易審查對受試者的權益、風險與利益之影響。澄清醫護管理雜誌,第九卷第一期,4-8頁。
6. 27. 陳祖裕 (2012)。臨床試驗中的利益衝突。醫療品質雜誌,第6卷第1期,20-23頁。
7. 28. 陳瑜芬、吳翠治、鄭凱文 (2007)。平衡式計分卡(BSC)四構面之衡量指標與其關聯性之研究——以台灣之資訊電子業為例。中華管理評論國際學報,96年5月第十卷二期(Vol.10,No.2,May 2007)。
8. 33. 劉順仁(2004)。論平衡計分卡的最新發展及其在公共部門的應用。國家政策季刊,3卷2期,79 -106頁。
9. 36. 錢才瑋、王文中(2009)。醫院平衡計分卡之單向度與多閾值分析。醫療資訊雜誌,18卷2期,1 -13頁。
10. 38. 戴正德、李明濱(2011)。社會行為科學研究之倫理及其審查機制。醫學教育,15卷2期,165-181頁。
11. 39. 蘇嘉瑞、張楊全、楊弘仁(2011)。兼顧「權益保護」與「研究促進」-人體試驗委員會的有效運作與法律規範。臺灣醫界,Vol .54, No.11,610-615頁。
12. [9] 徐彩, “Zigbee興起使PAN暗潮洶湧,”新通訊元件雜誌2004年2月號36期