Nowadays, the Wireless Sensor Networks (WSNs) depend on the battery
duration of the sensors and there is a renewed interest in creating a passive
sensor network scheme in the area of Internet of Things (IoT) and space
oriented WSN systems. The challenges for the future of radio communications
have a twofold evolution, one being the low power consumption
and, another, the adaptability and intelligent use of the available resources.
Specially designed radios should be used to reduce power consumption, and
adapt to the environment in a smart and e cient way. This thesis will focus
on the development of passive sensors based on low power communication
(backscatter) with Wireless Power Transfer (WPT) capabilities used in IoT
applications. In that sense, several high order modulations for the communication
will be explored and proposed in order to increase the data rate.
Moreover, the sensors need to be small and cost e ective in order to be
embedded in other technologies or devices. Consequently, the RF front-end
of the sensors will be designed and implemented in Monolithic Microwave
Integrated Circuit (MMIC).Atualmente, as redes de sensores sem fios dependem da duração da bateria
e,deste modo, existe um interesse renovado em criar um esquema de rede
de sensores passivos na área de internet das coisas e sistemas de redes
de sensores sem fios relacionados com o espaço. Os desafios do futuro
das comunicações de rádio têm uma dupla evolução, sendo um o baixo
consumo de energia e, outro, a adaptação e o uso inteligente dos recursos
disponíveis. Rádios diferentes dos convencionais devem ser usados para
reduzir o consumo de energia e devem adaptar-se ao ambiente de forma
inteligente e eficiente, de modo a que este use a menor quantidade de
energia possível para estabelecer a comunicação. Esta tese incide sobre o
desenvolvimento de sensores passivos baseados em comunicação de baixo
consumo energético (backscatter) com recurso a transmissão de energia sem
fios de modo a que possam ser usados em diferentes aplicações inseridas na
internet das coisas. Nesse sentido, várias modulações de alta ordem para a
comunicação backscatter serão exploradas e propostas com o objectivo de
aumentar a taxa de transmissão de dados. Além disso, os sensores precisam
de ser reduzidos em tamanho e económicos de modo a serem incorporados
em outras tecnologias ou dispositivos. Consequentemente, o front-end de
rádio frequência dos sensores será projetado e implementado em circuito
integrado de microondas monolítico.Programa Doutoral em Engenharia Eletrotécnic