유비쿼터스 센서 네트워크를 위한 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 2.4GHz 베이스 밴드 설계 및 검증

Design and Verification of IEEE 802.15.4 LR-WPAN 2.4GHz Base-band for Ubiquitous Sensor Network

  • Lee Seung-Yerl (Dept. of Information and Communication Engineering, Inha University) ;
  • Kim Dong-Sun (Korea Electronics Technology Institute) ;
  • Kim Hyun-Sick (Korea Electronics Technology Institute) ;
  • Chung Duck-Jin (Dept. of Information and Communication Engineering, Inha University)
  • 발행 : 2006.01.01

초록

본 논문에서는 2003년 표준화된 저속, 저전력, 저가의 근거리 무선 통신망(WPAN, Wireless Personal Area Network)기술로서 유비쿼터스 센서 네트워크를 위한 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 표준의 2.4GHz 대역의 물리계층에 대한 설계 및 검증에 관해 기술하였다. IEEE 802.15.4 LR-WPAN 표준에서 제시하는 주파수 tolerance 인 ${\pm}40ppm$을 만족하는 반송파 주파수 옵셋 보상 방법과 다양한 유비쿼터스 센서 네트워크 환경에 적절하게 반응하기 위한 임계값 재 설정 방법의 적응형 정합 필터에 기반한 심볼 동기부를 설계하였다. 본 논문에서 제안한 방법에 의해 동기를 위한 연산량이 i, q 위상에서 각각 1/l6으로 감소가 되었으며, 약 0.5dB의 성능 향상을 얻을 수 있었다. 하드웨어 구현은 verilog HDL을 사용하였고, FGPA를 이용한 테스트 보드를 통해 성능 검증을 수행하였다.

This paper describes the design and the verification of IEEE 802.15.4 LR-WPAN 2.4GHz Physical layer for Ubiquitous Sensor Network(USN). We designed the Carrier Frequency Offset(CFO) compensation satisfied the frequency tolerance of IEEE 802.15.4 LR-WPAN and the adaptive matched filter that re-setting of the threshold for the symbol synchronization of the various USN environment. The multiplications is reduced 1/16 by this method each other at i, q phases and has 0.5dB performance improvement in detection probability. Proposed baseband system is designed with verilog HDL and implemented using FPGA prototype board.

키워드

참고문헌

  1. IEEE Std 802.15.4, Part 15.4 : Wireless MediumAccess control (MAC) and Physical Layer(PHY Specifications for Low-rate Wireless Personal Area Networks(LR-WPANs)
  2. 김기형,정원도,박준성,서현곤,박승민,김홍남,'IEEE 802.15.4 기반의 유비쿼터스센서네트워크 기술',전자공학회지, 제 31권,제 12호,74-84쪽,2004년 12월
  3. J, A. Gutierrez, E.H. Callaway, and R. L. Barrerr, 'Low-Rate Wireless Personal Area Networks', IEEE Press, 2004
  4. E. Callaway, P. Gorday, Lance Hester, J,A. Gutierrrez, Marco Naeve, B. Heile and V. BaW, 'Home Networking with IEEE802.15.4: A Developing Standard for Low-Rate Wireless Personal Area Networks', IEEE Communications, Vol. 40, no 8, Aug. 2002, pp. 70-77 https://doi.org/10.1109/MCOM.2002.1024418
  5. 전호인,'IEEE 802.15.4 WPAN 기술',전자공학회지, 제32권,제 4호, 87-104쪽, 2005년 4월
  6. Heinrich Meyr, Marc Moeneclaey, and Stefan A. Fechtel, 'Digital Communication Receivers', JOHN WILLEY & SONS, INC., pp.311-313, 1998
  7. W. C. Lin, K C. Liu, and C. K Wang, 'Differential matched filter architecture for spread spectrum communication systems', Electom. Lett., vol. 32, no. 17, pp.1539-1540, 1996 https://doi.org/10.1049/el:19961072