• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.10-17
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• 2009

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 추가 함으로써 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 36.6kHz)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 ${\pm}80ppm$에서도 안정적인 수신이 가능함을 보인다. 제안 알고리즘의 성능을 검증하기 위해, 다양한 AWGN 및 주파수 옵셋 환경을 가정한 컴퓨터 모의실험의 결과를 제시하고, 그 유효성을 입증한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.705-711
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• 2013

본 논문에서는 다중 전송률 지원이 가능하도록 개선된 LR-WPAN (Low-Rate Wireless Personal Area Network) 시스템을 위한 효율적인 복조 알고리즘 및 하드웨어 구조를 기술하였다. 여러 센서응용 시스템에 대한 연구가 활발히 진행됨에 따라 다양한 전송률을 지원하는 LR-WPAN 시스템의 필요성이 커지고 있다. 이에, 본 논문에서는 심볼 단위 이중상관방식 (SymBol based Double Correlation, SBDC)을 변형한 샘플 단위 이중상관 방식 (SamPle based Double Correlation, SPDC)을 제안한다. 제안된 알고리즘은 다양한 전송률 지원에 따른 복잡도의 증가가 없으며, IEEE 802.15.4 LR-WPAN 시스템에서 권고하는 ${\pm}80ppm$ (송/수신 각각 ${\pm}40ppm$)의 주파수 오프셋에서도 동작이 가능한 non-coherent 복조방식이다. 하드웨어 구현은 verilog HDL을 사용하였으며, FPGA 테스트 보드를 이용하여 설계 및 검증을 수행하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.53-60
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• 2014

IEEE 802.15.4의 물리계층은 저속, 저전력, 저가격 기반의 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network)의 물리계층으로 세계적으로 가장 많이 사용되고 있다. IEEE 802.15.4에 대한 기존의 많은 이론 연구들은 저전력 무선네트워크 환경에서의 에너지효율성, 전송처리율, 전송신뢰성에 대한 거시적 이해와 안목을 제공하는 중요한 결과들을 산출하고 있다. 이 논문에서는 이러한 이론연구에 실환경 요소를 보완하기 위해 MAC(Medium Access Control) 소프트웨어 구조부터 실제 네트워크 기반 성능분석에 이르는 실험연구를 수행한다. 연구에서는 수직분할 모델의 네트워킹 스택의 MAC 계층 기능으로 IEEE 802.15.4 MAC 스택을 구현하고 이를 네트워킹 스택에 통합하여 시험 분석을 수행한다. 이 연구에서 도출한 네트워크 소프트웨어 모델과 실험결과는 향후 IEEE 802.15.4 MAC 소프트웨어의 구현과 실용적인 네트워크 스택 환경에서의 성능에 참고자료로 활용될 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권12B호
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• pp.1066-1074
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• 2008

본 논문에서는 충돌이 잦은 무선 저속 Personal Area Network에서 펄스 (pulse) 신호를 이용한 효율적인 그룹폴링 알고리즘을 제안한다. 현재 IEEE 802.15.4 (LR-WPAN) 표준은 저속, 저가, 저 전력 소모를 목표로 한다. 하지만, 최근 LR-WPAN (Low Rate Wireless PAN)의 응용범위가 확대되고 이에 따라 잦은 충돌이 발생하는 상황 또한 늘어나고 있다. 여기서 충돌의 대부분은 '히든노드 문제'로 인하여 발생되고 이는 CSMA/CA 만으로 해결하기 어렵고 연속해서 일어날 경우 네트워크 성능을 크게 저하시킨다. 또한, 현재 히든노드 충돌에 관한 대부분의 연구는 연속된 충돌이 잦은 상황에서 많은 채널 낭비를 유발한다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 잦은 충돌 상황이 발생하였을 때 이미 그룹핑 되어 있는 PAN을 전제로 펄스신호를 이용하여 각 그룹에게 채널 할당과 순서를 정해주고 할당 받은 그룹의 노드들만 경쟁 시킨다. 이에 따라 데이터를 보내기 위해 경쟁하는 노드의 수가 현저히 줄어 연속된 충돌을 줄이고, 충돌로 인한 채널낭비와 낮은 데이터 전송률이 보다 향상되어, 잦은 충돌로 인한 네트워크의 손상을 막는다. 이러한 성능 향상을 NS-2 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제5권2호
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• pp.19-28
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• 2006

IEEE 802.15.4a에서는 거리/위치 인식과 저속 데이터 송수신을 위해 간단하고 경제적이며 전력 소모가 적은 송수신기의 구현을 요구하며, 이를 위해 LR-WPAN 시스템은 간단한 변복조 방법을 사용하는 송수신기를 필요로 하게 된다. 본 논문에서는 무선 다중 경로 채널 상황을 다소 극복하기 위해 PPM+BPSK 방식의 변복조 방식과 채널에 의해 왜곡된 신호를 windowing을 통해 신호를 보상해주는 방식을 UWB 대역에서 동작하는 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network) 시스템에 적용시킨 후 수신기의 방식에 따른 성능을 비교, 분석해 본다. 신호 보상을 위한 수신기는 Preamble을 사용하여 채널 특성을 파악한 후, 채널 파라미터를 사용하여 다중 경로 채널의 영향에 의해 지연/간섭 및 왜곡되어 수신되는 데이터신호를 수신단의 채널 왜곡 보상기에서 windowing를 사용하여 보상해 줌으로써 복조기에서 신호 검출이 용이하도록 채널왜곡 보상기가 신호를 전처리 해주는 방식을 사용하였다. 수신기는 Coherent 방식과 Non-Coherent 방식으로 동작되며, 모의 실험 결과 수신기의 방식에 관계없이 LOS(Line-of-Sight) 채널보다 NLOS(Non-Line-of-Sight) 채널에서의 성능 향상이 상대적으로 좋아진다는 특징이 있다는 것을 확인하였고, Coherent/Non-Coherent 방식에 상관없이 모든 채널 환경에서 성능 향상을 보이는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.301-302
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• 2008

In this paper, we present an algorithm which decrease a frequency offset effect for 868MHz IEEE 802.15.4b LR - WPAN (Low Rate - Wireless Personal Area Network) receiver. The proposed method improve the robustness to frequency offset and receiver's stability using the multiple delay differential filter of receiver correlator.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권3A호
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• pp.282-290
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• 2006

본 논문에서는 2.45GHz 대역 IEEE 802.15.4 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network; ZigBee) 시스템의 수신기를 위한 개선된 방식의 Timing estimator의 알고리즘을 제안한다. 저가 구현을 지향하는 LR-WPAN 시스템의 특성상 고가의 오실레이터를 사용할 수 없으므로 반송파 중심 주파수의 80ppm에 해당하는 주파수 옵셋 환경에서 안정된 동작이 가능한 Timing estimator 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 이러한 수신 환경을 고려하여 Multiple delay differential filter를 적용함으로써 주파수 옵셋에 대한 강인성 및 수신 성능의 안정성을 증대시켰으며, Multiple delay differential filter의 출력 신호에 대한 reference 신호의 상관 결과가 I-channel 에만 국한되는 특성을 이용하여 일반적인 noncoherent 방식 대신 coherent 방식의 correlator를 적용함으로써 non-coherent 방식의 제곱 손실을 제거하여 검출 성능을 향상시킴과 동시에 복잡도를 감소시켜 초소형, 저전력, 저가를 지향하는 LR-WPAM 수신기에 보다 적합하도록 설계하였다. 다양한 채널 환경에서의 성능정가를 통하여 제안된 알고리즘이 differential detection 기반의 noncoherent 방식보다 평균적으로 2dB의 향상된 성능을 보임을 입증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2992-2994
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• 2005

수십 센티미터 이내의 오차를 만족시키는 거리/위치판별 기능 및 저속 데이터 송수신 기능 구현을 주목적으로 발족된 저속 무선 개인영역 네트워크(LR-WPAN: Low Rate Wireless Personal Area Network)의 표준인 IEEE802.15.4a는 간단하고 경제적이며 전력 소모가 적은 송수신기 구조를 요구한다. 이에 본 논문에서는 PEWB(Parallel Energy Window Banks)를 이용한 독창적인 비동기(noncoherent) OOK(On-Off Keying) UWB(Ultra-Wide Band) 송수신기 구조를 제안한다. 또한 무선 다중경로 채널상황을 다소 극복할 수 있는 펄스와 비트 반복 기법을 사용한다. 제안된 송수신기의 잡음 특성 분석을 위해 chi-square 분포가 사용되며, 반복적 계산을 통해 얻어진 임계값을 적용하여 BER(Bit Error Rate) 성능을 분석한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1937-1938
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• 2008

본 논문에서는 868/915MHz 대역 IEEE 802.15.4b LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network; ZigBee)시스템의 수신기를 위한 주파수 옵셋 영향을 감소시키는 알고리즘을 제안한다. 저가 구현을 지향하는 LR-WPAN 시스템의 특성에 맞추어 반송파 중심주파수의 $\pm$80ppm에 해당하는 주파수 옵셋 환경에서 안정된 수신을 보장할 수 있는 알고리즘으로 868/915MHz수신기 Correlator에 multiple delay differential filter를 적용함으로써 주파수 옵셋에 대한 강인성 및 수신 성능의 안정성을 증대시켰다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (D)
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• pp.616-620
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• 2006

IEEE 802.15.4 is designed for low-rate wireless personal area networks (LR_WPAN) and it attempts to provide a low data rate, low power, low cost wireless networking on the device-level communication. In this paper, I have established a realistic environment for the effect of collision in nonbeacon-enabled mode and beacon enabled mode. The data throughput and delivery ratio are investigated as the performance metrics.