大学生实践创新训练计划项目应用于无线传感网的低压射频接收前端的设计申报表

1、江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目申报表推荐学校：（盖章）项目名称：应用于无线传感网的低压射频接收前端的设计项目类型： 重点项目 一般项目 指导项目所属一级学科名称：理科项目负责人：付文杰联系电话导教师：吴晨健联系电话报日期：2014年4月21日江苏省教育厅 制二一四年三月项目名称应用于无线传感网的低压射频接收前端的设计项目所属一级学科理科项目所属二级学科工科项目类型（ ）重点项目 （ ）一般项目 （ ）指导项目项目实施时间起始时间： 2014 年 5 月 完成时间： 2015 年10 月项目简介(100字以内）无线传感网射频芯片的低功

2、耗设计一直是国内外研究的热点，为了实现低功耗目标，本项目打算采用0.18um工艺，并采用新结构与新技术，设计实现无线传感网收发芯片中的低电压射频接收前端，使其性能满足无线传感网应用要求。申请人或申请团队姓名年级学号所在系科/专业联系电话e-mail主持人付文杰20121217426014电子信息系/微电子iao.fu666成员顾昌山20121217426020电子信息系/微电子学188965602911797367680杨怡琳20121217426045 电子信息系/微电子学13862286956535889135指 导 教 师第一指导教师姓名吴晨健单位苏州大学年龄3

3、1专业技术职务讲师主要成果研究低功耗射频集成电路设计7年，完成设计并测试成功低功耗射频芯片十余款，其中有完整低功耗wsn收发芯片一款，发表低功耗射频集成电路相关论文12篇（ei收录），获得低功耗射频集成电路实用新型专利授权2项。第二指导教师姓名单位年龄专业技术职务主要成果一、 申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等）经过大一大二课程的学习，均已掌握了基本的电路设计、模拟电路、数字电路的知识。其中，付文杰在课外之余还自学了51单片机、嵌入式系统开发等课程。在学校开展的科电俱乐部中参与了部分组织培训工作，为大一大二学生教授51单片机课程。作为it社团的社长，教授大

4、家解决电脑疑难杂症的各种办法，也经常组织成员进行新内容的钻研开发。成功通过了英语四级、省计算机等级考试c语言二级；参加过大学生创新性试验计划项目、校级课外学术基金项目。多次荣获校社会工作奖。顾昌山作为班级的学习委员，通过大学英语四级，爱探索，爱钻研，自学能力强。他对电子电路方面有着浓厚的兴趣。课余时间，总是扎身于电路研究之中，并在课后抓住时机常与老师探讨电路问题。杨怡琳通过大一大二专业知识的学习，熟悉掌握了电路方面的知识，并在大一荣获二等学习奖学金，中国电信奖学金；在大二荣获学习一等奖学金，三好生荣誉。均一次性通过大学英语四级和大学英语六级。对阅读具有浓厚的兴趣，喜欢拓展自身的知识面，提升生命

5、的厚度。在工作方面也具有极高的热忱，在电子信息系团总支学生分会的工作中，提升了组织、应变能力，荣获社会工作三等奖。相信通过三人的密切配合，取长补短，必能顺利完成本项目。二、项目方案1. 项目研究背景无线传感器网络(wsns)的每一个传感器节点由数据采集模块、数据处理和控制模块、通信模块和供电模块组成。近期微电子机械加工(mems)技术的发展促进了传感器的智能化，通过mems技术和射频(rf)通信技术的融合促进了无线传感器及其网络的诞生，并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感网络技术是典型的具有交叉学科性质的军民两用战略高技术，是一种应用及其广泛的新兴技术。

6、传感器节点一般由蓄电池提供电能，工作时间不长。有限的电源电量成为制约无线传感器节点生命周期的关键因素，减小功耗意味着延长系统寿命。目前，虽然环境能量采集技术使得节点有了从环境补给电能的可能，但目前还是处于研究阶段，且价格太高，不宜普及推广使用。因此低功耗无线传感器节点是当今国内外通信领域一大研究热点。如果降低无线传感器节点的功耗，那么整个传感器系统将会获得更长的工作时间，同时减缓了传感器节点更新淘汰的速度，降低了普及无线传感器网络的成本。在无线传感器节点中，通信模块即无线收发器是必不可少的，其中射频接收前端（包括低噪声放大器和下混频器）是其重要组成部分。本设计基于已搭建的cadence软件平台

7、，采用0.18m工艺，研究和设计工作在2.4-2.4835ghz频段上的低电压低功耗的射频接收前端。2. 项目研究目标及主要内容研究目标：本项目将采用0.18m工艺，使用1v电源电压设计和实现可应用于无线传感网收发芯片的射频接收前端。根据ieee802.15.4标准和以往设计经验，射频接收前端设计指标定为：在1v电源电压下，射频接收前端总工作电流小于3ma；设两档增益：高增益25db，输入1db压缩点大于-25dbm，低增益为10db，输入1db压缩点大于-20dbm；总噪声系数小于10db。主要内容：收集和分析国内外低功耗射频接收前端、低功耗低噪声放大器和低功耗下混频器的相关文献；采用0.1

8、8m工艺，使用1v电源电压，完成低功耗射频接收前端结构设计，在满足设计指标的情况下采用新结构新技术尽量降低其功耗；完成前仿真，使其前仿真结果满足设计指标；完成版图设计，优化版图结构；完成后仿真，使其后仿真结果满足设计指标。3. 项目创新特色概述在满足设计指标情况下，使用低电压低功耗并采用新结构和新技术完成射频接收前端设计。4. 项目研究技术路线通过分析研究国内外相关文献，提出新的低电压低功耗射频接收前端结构；使用cadence软件完成射频接收前端的前仿真、版图设计、后仿真。5. 研究进度安排2014.5-2014.7 收集并分析国内外相关文献，并确立射频接收前端的结构；2014.8-2014.

9、12 完成射频接收前端的设计与优化，前仿真结果满足设计指标；2015.1-2015.3 完成射频接收前端版图设计与优化；2015.4-2015.8 完成射频接收前端后仿真，使其满足设计指标，并完成论文撰写；2015.9-2015.10整理并总结一年半里的研究成果，完成研究报告。6、项目组成员分工付文杰：收集并分析国内外低电压低功耗低噪声放大器的相关文献，完成射频接收前端中低噪声放大器的前仿真、版图设计以及后仿真。顾昌山：收集并分析国内外低电压低功耗下混频器的相关文献，完成射频接收前端中下混频器的仿真、版图设计以及后仿真。杨怡琳：收集并分析国内外低电压低功耗射频接收前端相关文献，完成射频前端的版图拼接与联合仿真，完成论文撰写。三、学校提供条件（包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等）四、预期成果用0.18um工艺完成应用于无线传感网的低电压低功耗射频接收前端的设计，使其满足设计指标，其中包括前仿真，版图设计与后仿真，最后提交可用于生产测试的完整版图。发表ei收录论文一篇或申请发明专利一项。 五、经费预算总经费（元）财政拨款（元）学校拨款（元）注：总经费、财政拨款、学校拨款由学校按照有关规定核定数目进行填写具体包括：1、交通费 300元2、打印、复印费 200元3、论文版面费 2500元六、导