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실내 무선 채널에서 전력검출 기반 Noncoherent OOK UWB 시스템의 성능 분석
오종옥,양석철,신요안,Oh Jongok,Yang Suckchel,Shin Yoan 한국통신학회 2004 韓國通信學會論文誌 Vol.29 No.11C
본 논문에서는 향후 유비쿼터스 센서 네트워크 응용 등에 적합하도록 간단한 송수신기 구조를 유지하면서, 실제 데이터를 전송하기 전에 Noise Power Calibration 및 Noise Power Windowing 방법을 통해 잡음의 영향을 고려하여 적응적인 임계값을 결정하고 이를 이용하여 전력검출 (Power Detection)을 수행하여 성능을 향상하는 임펄스 라디오 (Impulse Radio) 형태의 Noncoherent OOK (On-Off Keying) UWB (Ultra Wide Band) 시스템을 제시하고, 전형적인 UWB 실내 무선 채널 모델에서의 성능을 분석하였다. 모의실험 결과 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널에서는 Noise Power Calibration 모드를 위한 슬롯수의 증가에 따라 이상적인 Ideal Adaptive Threshold를 사용하는 경우께 근접하는 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었고, 반면 데이터 전송률의 큰 감소를 감수해야 하는 Noise Power Windowing 방법에 의한 성능 개선은 두드러지게 나타나지 않음을 알 수 있었다. 더욱이 IEEE 802.15 Task Group 3a UWB 실내 채널 모델을 이용한 모의실험 결과, Noise Power Calibration 모드가 적용된 Noncoherent OOK UWB 시스템의 성능이 Ideal Adaptive Threshold의 경우와 비트오율 성능이 매우 근접하며, 펄스 반복 전송의 회수의 증가에 따라 비트오율 성능이 향상됨을 확인 할 수 있었다. In this paper, we evaluate the performance of a noncoherent OOK (On-Off Keying) UWB (Ultra Wide Band) system based on power detection with noise power calibration and noise power windowing for ubiquitous sensor network applications in typical indoor wireless channels. Utilizing noise power calibration and noise power windowing, the current noise information can be initially or adaptively provided to determine suitable detection threshold value for signal demodulation. Simulation results show that the noncoherent OOK UWB system using noise power calibration achieves good BER (Bit Error Rate) performance which is favorably comparable to that of the system using the ideal adaptive threshold, while maintaining simple receiver structure. However, despite the serious loss of the data transmission rate, the performance improvement by noise power windowing is not so remarkable. furthermore, these performance results are similarly maintained in BEE 802.15 Task Group 3a UWB indoor channel model, and it is also revealed that the BER performance can be significantly improved by increasing the pulse repetition rate.
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실내 무선 환경에서 UWB 시스템을 위한 고속 두 단계 동기 획득 알고리즘
양석철,오종옥,김재운,신요안,Yang Suchkchel,Oh Jongok,Kim Jeawoon,Shin Yoan 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.8C
본 논문에서는 전형적인 실내 무선 채널 환경에서 초광대역 (Ultra Wide Band; UWB) 신호의 고속 동기 획득을 위한 두 단계 (Two-Step) 탐색 기법을 제안한다. 제안된 두 단계 탐색 기법은 Bit Reversal 탐색 알고리즘을 이용한 Single-Dwell 연속 동기 탐색 기법에 기초하고 있으며, 하나의 상관기에 연속적으로 두 개의 다른 임계값과 탐색창 (Search Window)을 적용한다. IEEE 802.15 Task Group 3a UWB 실내 무선 채널 환경에서의 모의실험 결과, 기존의 Single-Dwell Bit Reversal 탐색 알고리즘 뿐 아니라 두 개의 상관기를 이용하는 복잡한 구조의 Double-Dwell Bit Reversal 탐색 알고리즘보다도 제안된 두 단계 탐색 기법의 정규화된 평균 동기 획득 소요 시간이 은 폭으로 향상됨을 확인할 수 있었다. 특히, 제안 .기법은 잡음이 인가된 환경에서도 빠르고 신뢰성 있는 동기 획득 성능을 보임을 확인하였다. In this paper, we propose a rapid and reliable signal acquisition scheme for UWB (Ultra Wide Band) systems in typical indoor wireless channels. The proposed scheme is a two-step search with different thresholds and search window applied to a single correlator, where each step utilizes the single-dwell search with the bit reversal. Simulation results in IEEE 802. I5 Task Group .3a UWB indoor wireless channel show that the proposed scheme for the LHWB signals can achieve significant reduction of the required mean acquisition time as compared to the conventional single-dwell bit reversal search and double-dwell bit reversal search with more complex structure employing two correlators for various threshold levels. In addition, it is also observed that the proposed scheme can achieve much faster and reliable signal acquisition in noisy environments.
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