用于物联网的超低功耗唤醒无线电产品　

改进的唤醒无线电解决方案

专用的唤醒无线电技术可以帮助显著减少各种无线电系统的耗电量，尤其是对于Wi-Fi等较高功率的系统，美高森美超低功耗通信产品医疗产品团队在其医疗移植唤醒无线电工作的基础上，开发了2.45GHz唤醒无线电技术。新技术有显著改进，达到了良好的灵敏度、极低的平均电流和优良的干扰处理。

图3所示为一个低功率无线节点中的系统配置示例，这个系统使用了一个极简单的低成本接收器，接收发送器生成的独特的避免错误报警的FSK。在唤醒无线电设计中，必须在错误报警和检测时间/电流之间进行折衷权衡，由于具有独特的传输图形特性，这个设计可以快速消除错误报警，唤醒接收器在用户编程的时间(比如每秒)进行监听，并且在检测到有效的唤醒图形时启动主系统和主系统无线电。

该器件具有极小的占位面积(<8 mm2)，而且可以方便地添加到节点和传输中枢上，如图4所示，它对系统使用寿命的提升是非常显著的。

图3：美高森美2.45GHz唤醒 – 节点系统示例

图4：使用专用唤醒无线电产品，改进Wi-Fi使用寿命

总结

现有的传感器通信协议(特别是Wi-Fi)会快速地消耗电池能量，高启动/监听电流和过多的泄漏电流会导致节点使用寿命的减短和频繁的电池更换。这在需要(0.2s-30s)范围的快速用户响应用例中特别明显，在这样的用例中，专用的唤醒无线电可能是在超低功率节点中保持低平均电流的良好解决方案。

文中介绍了1秒迟滞时平均电流为3.5 μA无线唤醒性系统，仍然维持良好的灵敏度和干涉抑制特性。通过对现有设计进行简单的升级，针对1s的响应时间(使用L92-AAA battery)，这个系统可以将Wi-Fi应用的电池寿命提高超过50倍，从23天延长到3.5年。这样的低功耗技术是实现物联网 (Internet of Things, IoT) 增长的推动力量 。

参考文献

[1] P.D. Bradley, “用于可移植设备的超低功率、高性能医疗移植通信系统(MICS)收发器”，生物医学电路和系统会议，BioCAS 2006.

[2] Microsemi/Zarlink, ZL70102，网站， http://www.microsemi.com/products/ultra-low-power-wireless/implantable-medical-transceivers/zl70102.

[3] N. Roberts, D. Wentzloff, “用于无线体域网络的98 nW唤醒无线电”，2012 IEEE射频集成电路研讨会

美高森美（Microsemi）公司