Abstract
This paper proposes a selective-weighted energy detection (S-WED) and a synchronization algorithm appropriate for it in IR-UWB system. Energy detectors that are practical in terms of implementation are employed widely for noncoherent reception in IR-UWB systems. However, they show low performance due to using the energy samples captured at symbol rate. For this reason, weighted energy detectors are developed to improve the performance of EDs. Hence, for WED, not only synchronization but also the weight coefficients are needed to be obtained prior to data detection. Meanwhile, the optimal weighting coefficients of WEDs are known to be energy values. Therefore, synchronization and the weighting coefficients can be obtained simultaneously. This paper proposes an S-WED and a simple synchronization algorithm for it in which sub-intervals having energies under a certain level are excluded in energy accumulation resulting in a simpler WED with a bit performance increase in low SNR region. The proposed algorithm is verified through simulations using the preamble symbol and channel models defined in the IEEE 802.15.4a.
본 논문에서는 IR-UWB (Ultra Wideband-Impulse Radio) 시스템을 위한 선택적 가중치를 적용한 에너지 검출기와 이에 적합한 동기 방법이 제안되었다. 구현이 용이한 에너지 검출기(ED)는 IR-UWB 시스템의 수신기로 많이 사용되나, 심볼 주기로 샘플링 된 에너지를 데이터 검출에 이용하기 때문에 수신 성능이 좋지 않은 단점이 있다. 이러한 단순한 에너지 검출기의 성능을 개선하고자 가중치를 적용한 에너지 검출기가 제안 되었다. 가중치를 적용한 에너지 검출기는 데이터 검출 이전에 동기 획득과 함께 가중치의 결정이 요구된다. 한편, 에너지를 이용한 검출 방법에서 최적의 가중치는 에너지 값이 되기 때문에 동기 획득과 가중치 획득이 동시에 이루어질 수 있다. 본 논문에서는 이러한 점을 이용하여 심볼 동기와 가중치 획득을 동시에 얻는 간단한 동기 방법을 제안한다. 또한, 제안된 알고리즘에서는 잡음 레벨 이하의 구간은 에너지 누적에서 제외함으로써 기존의 WED 보다 간단하지만 낮은 SNR에서 좀 더 향상된 성능을 가진 수신기를 얻을 수 있게 된다. 제안된 알고리즘은 IEEE 802.15.4a의 프리앰블 심볼과 채널 모델을 이용해 모의실험을 통해 검증되었다.
