Calibración dinámica de canales en un Mote-on-a-Chip sin cristales

Resumen

La integración en un solo chip de un nodo sensor inalámbrico permitiría crear dispositivos baratos, de bajo consumo y del tamaño del polvo. La clave para hacer realidad esta visión es eliminar las voluminosas referencias de frecuencia fuera del chip, como osciladores de cristal o resonadores, y sus circuitos asociados, que consumen mucha energía. El reto inmediato de eliminar las referencias fuera del chip es que no hay referencias de frecuencia precisas en el chip, lo que dificulta sintonizar la radio a la frecuencia correcta y mantener un sentido exacto del tiempo. Este artículo ofrece una solución completa para dispositivos sin cristal, que incluye (1) iniciar la comunicación en una red IEEE802.15.4, (2) sintetizar los 16 canales de comunicación a temperatura de arranque, y (3) aplicar continuamente correcciones a la fuente de temporización inexacta para permitir mantener la sincronización de frecuencia en todos los canales de comunicación en un rango de temperatura de 5-55°C. Los métodos propuestos van acompañados de simulaciones y de una validación experimental en la primera implementación de hardware Single Chip Micro Mote plenamente funcional. Nuestras simulaciones y resultados experimentales validan que el enfoque propuesto consigue una precisión de sincronización del reloj de radio cercana al límite de 40 ppm impuesto por el estándar IEEE802.15.4.