常莉莉，王喜月，张萌，张高远

(河南科技大学信息工程学院,河南 洛阳 471023)

IEEE 802.15.4标准是WirelessHART等规范的基础[1]，描述了低速率无线个人局域网的物理层和媒体接入控制协议，特别适用于无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)。其最初工作在868/915 MHz、2.4 GHz的ISM频段上，数据传输速率最高可达250kbps。低功耗、低成本的优点使它在数据采集、处理与分析，远程控制精作农业自动化、环境保护和监测等众多领域获得了广泛应用[2,3]。

1 IEEE 802.15.4协议中的偏移四相相移键控调制

802.15.4协议在不同载波频段上采用不同的调制方式，从而得到不同的数据传输速率。如图1所示，在开放授权的2.4GHz频段上共有16个数据传输信道，采用数据传输速率更高的偏移四相相移键控(Offset Quadrature Phase Shift Keying Binary Phase Shift Keying, OQPSK)调制方式。发送方首先将物理层数据协议单元(Physical-layer Protocol Data Unit, PPDU)的二进制数据序列进行每四个比特的分组，然后按照映射关系进行扩频调制，最后使用OQPSK进行射频调制后将已调信号发送至信道[1]。具体实现过程如图2所示。

图1 IEEE 802.15.4协议物理层四个频段基本特性图

图2 OQPSK物理层数据发送过程图

传统研究成果多集中在二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying, BPSK)调制的非相干检测方案上[2-5]，本文则重点研究数据传输速率更高的OQPSK调制检测方案，以适应无线传感器网络日益增长的数据传输速率需求。

2 传统复基带非相干接收机的不足

文献[6]给出一种非相干OQPSK接收机。该接收机采用“先进行载波频偏影响估计/补偿，再进行检测”的启发式研究思路。但在其载波频偏影响估计过程中涉及复杂的正切和余切等非线性运算，功耗较大，不适用于能耗和存储空间都严格受限的传感器节点。……