한국통신학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences)

  • 제34권5C호
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  • Pages.540-547
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  • 2009
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  • 1226-4717(pISSN)
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  • 2287-3880(eISSN)
한국통신학회 (The Korean Institute of Commucations and Information Sciences)
권호 표지

Transmitted Reference UWB 시스템을 위한 비트오율 향상 기법

Bit Error Rate Improvement Scheme for Transmitted Reference UWB Systems

  • 김재운 (숭실대학교 정보통신전자공학부 통신 및 정보처리연구실) ;
  • 신요안 (숭실대학교 정보통신전자공학부 통신 및 정보처리연구실)
  • 발행 : 2009.05.31
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초록

본 논문에서는 임펄스 라디오 기반의 TR-UWB (Transmitted Reference Ultra Wide Band) 시스템을 위해 효과적으로 비트오율 (Bit Error Rate; BER) 성능을 향상할 수 있는 송수신 방안을 제안한다. BER 성능은 우수하지만 매우 복잡하여 실제 구현하기에 용이하지 않은 Coherent UWB 시스템과는 달리, TR-UWB 시스템은 송신기에서 참조 신호를 데이터 신호와 함께 전송하고 수신기에서 매우 간단한 지연 처리를 한 후 이들 수신된 신호들을 상관기 (Correlator) 처리를 하여 데이터를 복조하게 되므로 복잡도는 매우 낮다. 하지만 일반적인 TR-UWB 시스템은 수신단의 상관기에서 이용되는 참조 템플릿의 신호대잡음비 (Signal-to-Noise Ratio; SNR)에 따라 BER 성능이 크게 영향을 받게 된다. 이에 본 논문에서는 참조 템플릿의 SNR을 향상시켜 시스템의 BER 성능을 효과적으로 개선할 수 있는 수신기 구조를 설계하고, 연집 오류를 피하기 위해 인터리버와 길쌈부호를 고용한다. 모의실험 결과, 제안된 기법은 일반적인 TR-UWB 시스템에 비해 매우 큰 BER 성능 향상이 가능함을 확인하였다.

In this paper, we propose a transceiver structure that can effectively improve BER(Bit Error Rate) performance for TR-UWB (Transmitted Reference Ultra Wide Band) systems based on impulse radio. Unlike coherent UWB systems that are too complex for practical implementation while having good BER performances, the complexity of the TR-UWB systems is quite low since they transmit data with the corresponding reference signals and demodulate the data through correlation using these received signals. However, the BER performance in the conventional TR-UWB systems is affected by SNR (Signal-to-Noise Ratio) of the reference templates used in the correlator. To this end, we propose a receiver structure that can effectively improve the BER performance by increasing the SNR of reference templates. Simulation results reveal that the proposed scheme achieves significant BER improvement as compared to the conventional TR-UWB systems.

키워드

참고문헌

  1. Federal Communications Commission, 'Revision of Part 15 of the Commission's rules regarding ultra-wideband transmission,' ET Docket 98-153, Apr. 2002
  2. http://www.ieee802.org/15/pub/TG3a.html
  3. http://www.ieee802.org/15/pub/TG4a.html
  4. 신요안, 양석철, 오종옥, 'IEEE 802.15 WPAN 기술 표준화 동향,' Telecommun. Review, 제87호, pp. 131-148, 2003년 11월
  5. K. Siwiak and D. McKeown, Ultra-Wideband Radio Technology, John Wiley & Sons, 2004
  6. M. Z. Win and R. A. Scholtz, 'Impulse radio : How it works,' IEEE Commun. Lett., vol. 2, no. 2, pp. 36-38, Feb. 1998. https://doi.org/10.1109/4234.660796
  7. M. Oh, B. Jung, R. Harjani, and D. Park, 'A new noncoherent UWB impulse radio receiver,' IEEE Commun. Lett., vol. 9, no. 2, pp. 151– 153, Feb. 2005 https://doi.org/10.1109/LCOMM.2005.02010
  8. L. Yang and G. B. Giannakis, 'Ultra-wideband communications: An idea whose time has come,' IEEE Signal Proc. Mag., vol. 21, no. 11, pp. 26-54, Nov. 2004 https://doi.org/10.1109/MSP.2004.1359140
  9. P. Datta, X. Fan, and G. Fischer, 'A transceiver front-end for ultrawide-band applications,' IEEE Trans. Circuits Syst. II-Exp. Briefs, vol. 54, no. 4, pp. 362–366, Apr. 2007 https://doi.org/10.1109/TCSII.2007.895073
  10. I. D. O'Donnell and R. W. Brodersen, 'An ultra-wide-band transceiver architecture for low power, low rate, wireless systems,' IEEE Trans. Vehicular Technol., vol. 54, no. 5, pp. 1623– 1631, Sept. 2005 https://doi.org/10.1109/TVT.2005.854021
  11. D. J. Choi and W. E. Stark, 'Performance of ultra-wideband communications with suboptimal receivers in multipath channels,' IEEE Jour. Selected Areas in Commun., vol. 20, no. 9, pp. 1754-1766, Dec. 2002 https://doi.org/10.1109/JSAC.2002.805623
  12. IEEE 802.15 TG4a Channel Model Subcommittee, 'IEEE 802.15.4a channel model - Final report,' available at http://www.ieee802. org/15/pub/TG4a.html
  13. J. R. Foerster, 'The effects of multipath interference on the performance of UWB systems in an indoor wireless channel,' Proc. IEEE VTC 2001-Spring, pp. 1176-1180, Rhodes, Greece, May 2001 https://doi.org/10.1109/VETECS.2001.944566
  14. M. G. Khan, J. Nordberg, and I. Claesson, 'Detection of impulse radio ultra-wideband signals using recursive transmitted reference receivers,' Proc. IEEE ICUWB 2007, pp. 376-380, Singapore, Sept. 2007 https://doi.org/10.1109/ICUWB.2007.4380973
  15. A. Saleh and R. A. Valenzuela, 'A statistical model for indoor multipath propagation,' IEEE J. Selected Areas Commun., vol. 5, no. 2, pp. 138–137, Feb. 1987 https://doi.org/10.1109/JSAC.1987.1146527