Aportaciones al diseño de circuitos de wake-up de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricas

Abstract

Esta tesis se fundamenta en el estudio de receptores de wake-up para redes de sensores inalámbricas (WSN), puesto que en estos últimos años está siendo un área de bastante interés. Una red de sensores inalámbricos captura información del entorno, la procesa y la comunica inalámbricamente. Están compuestas por nodos de coste reducido y sobre todo con un consumo muy bajo, porque generalmente se alimentan con baterías que tienen un tiempo de vida limitado. Un nodo se compone de una antena, un conmutador, un correlador que reconoce la señal patrón de identificador del nodo, un microcontrolador, una radio de altas prestaciones, sensores, una batería y un receptor de wake-up (WUR). Como se ha visto, dentro del nodo está el WUR, que es el circuito de interés en esta tesis. Esta parte es importante para reducir el consumo en el nodo porque por lo general los nodos transmiten o reciben información pocas veces y, además, las transmisiones son de pocos bits por segundo. A diferencia de otras estrategias, el WUR está siempre activo a la escucha. Existen diferentes arquitecturas de receptores WUR por lo que se han analizado y finalmente seleccionado las de interés. En los primeros diseños se utilizan circuitos discretos y luego se pasa a realizar diseños que tienen todos los componentes integrados. Se ha estudiado la arquitectura de detector de envolvente por su consumo reducido y a partir de esta se han realizado variantes como son incorporar bloques amplificadores para mejorar la sensibilidad. La otra arquitectura estudiada es la de frecuencia intermedia incierta ya que consigue buenas sensibilidades con consumos ajustados. En los diseños se ha buscado optimizar la sensibilidad y reducir el consumo.