无线传感器网络(Wireless Sensor Network WSN)具有广阔的市场应用前景,但是传感器节点的尺寸、成本和功耗限制了其大规模应用,其低成本低功耗设计的瓶颈在于射频收发机,而数字基带作为射频收发机的关键模块,一直是无线通信领域的研究热点。本文研究了WSN的特点和应用需求,并完成了以下工作。首先,通过研究WSN相关标准协议、国内外文献以及商用芯片的技术特点,确定了数字基带的设计规范和射频收发机的结构,在此基础上提出了数字基带的体系结构。其次,在研究了高斯移频键控调制(Gaussian Frequency Shift Keying GFSK)和压控振荡器(Voltage Control Oscillator VCO)开环调制发射机结构的基础上,提出了基于查找表的数字基带调制器结构,该调制器用于实现基带信号的GFSK调制,产生的模拟GFSK信号直接调制VCO输出频率,结构简单,功耗和成本均较低。接着,在研究了采用低中频接收机结构的基础上,提出了基于时间数字转换技术(Time-to-Digital Converter TDC)的数字基带解调器结构。该解调器同时具有模拟解调器的简单性和数字解调器的稳定性,在保证解调性能的同时,降低了系统的成本和功耗。此外,通过分析信道噪声等因素对信号的影响,提出了解调器的误码率理论分析模型,证明设计方案的可行性,同时为信道选择滤波器的设计起到了指导作用。然后,在研究了数据帧格式、扩频方式和总线接口类型的基础上,设计了处理器接口模块,该模块负责微处理器与数字基带之间的通信。最后,在上述研究的基础上,基于0.18um CMOS工艺,完成了数字基带的电路设计和版图实现,总功耗为3.24mW,版图面积为0.395mm2,满足WSN低成本低功耗的设计要求。仿真结果表明,数字基带调制器输出信号的信杂比在频偏2MHz和3MHz范围内分别达到40dBc和60dBc以上,解调器在信噪比为10.8dB时满足BER<0.1%的性能要求,处理器接口电路能保证数字基带与微处理器之间的正常通信。