다중 차분 필터에 의한 IEEE 802.15.4b LR-WPAN 주파수 옵셋의 개선

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 915MHz 대역 IEEE 802.15.4b LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network) 비동기 DSSS O-QPSK 기반 수신 시스템의 주파수 옵셋 영향을 분석하고, 차분 필터를 추가함으로써 주파수 옵셋을 보상할 수 있는 방법을 제시한다. IEEE 802.15.4b 915MHz 규격에서는 DSSS PSSS-ASK 변조방식과 DSSS O-QPSK 변조방식을 채용하여 250kbps의 전송율을 갖는 새로운 방식을 제시하고 있다. 본 논문에서 사용한 DSSS O-QPSK 변조방식은 40ppm(주파수 옵셋 36.6㎑)까지는 BER에 변화가 없으나, 그 이상의 주파수 옵셋이 발생하면 BER이 높아져 안정적인 수신이 어려운 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 DSSS O-QPSK 기반 수신기의 상관기에 MDDF(Multiple Delay Differential Filter)를 적용하여 ±ppm에서도 안정적인 수신이 가능함을 보인다. 제안 알고리즘의 성능을 검증하기 위해, 다양한 AWGN 및 주파수 옵셋 환경을 가정한 컴퓨터 모의실험의 결과를 제시하고, 그 유효성을 입증한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper analyze the effect of frequency offset for the IEEE 802.15.4b LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network) with 915MHz bandwidth noncoherent DSSS O-QPSK based receiver system, and presents a compensation method with addition of differential filter to the system for compensation of frequency offset problem. DSSS PSSS-ASK and DSSS O-QPSK modulation techniques are accepted within the regularization of IEEE 802.15.4b. These new method can obtain 250kbps transmission rate. The DSSS O-QPSK modulation method that is used in this paper has no BER variation below 40ppm(frequency offset 36.6㎑), but if the offset frequency become high above 40ppm, then the system cannot have stable receiving condition due to worse BER. To solve this problem, we present a more stabilized receiver system at maximum frequency offset ±ppm using MDDF unti a correlator of DSSS O-QPSK modulator. Moreover computer simulation results will be presented to evaluate the performance of the proposed algorithm unde various AWGN and frequency offset environment.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 802.15.4b 915㎒ 대역의 수신기
• Ⅲ. 주파수 옵셋 개선
• Ⅳ. 컴퓨터 모의실험 결과
• Ⅴ. 결론
• 참고문헌
• 저자소개

참고문헌 (Reference)

1 최동훈, "지그비 기술과 활용" 도서출판 세화 2007

2 "Revision of IEEE Standard 802.15.4-2003 IEEE Standard for Information Technology-Part 15.4b : "Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs)," Draft P802.15.4REVb/D4"

3 Iskander. C.-D., "Performance Analysis of IEEE 802.15.4 Noncoherent Receivers at 2.4GHz under Pulse Jamming" 327-330, 2006

4 H, Schwedick, "PSSS-parallel sequence spread spectrum a physical layer for RF communication" 262-265, 2004

5 임재원, "LR-WPAN 비동기 기반 DSSS O-QPSK 모뎀 구조 개선에 관한 연구" 호서대학교 대학원 2007

6 한밭대학교, "IEEE 802.15.4b 기반 PHY 구현에 관한 연구" 한국전자통신연구원 2005

7 김기형, "IEEE 802.15.4 기반의 유비쿼터스 센서 네크워크 기술" 대한전자공학회 31 (31): 78-84, 2004

8 W.-C Lin, "Differential matched filter architecture for spread spectrum communication systems" 32 (32): 1539-1540, 1996