• 제목/요약/키워드: Low-power transceiver

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Hardwired Low-MAC 기능을 이용한 IEEE 802.15.4 PHY/MAC 프로토콜 최적화 (The Optimization of IEEE 802.15.4 PHY/MAC with Hardwired Low-MAC)

  • 황태호;김동순;원광호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권1B호
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    • pp.95-105
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    • 2010
  • IEEE 802.15.4는 물리 계층(PHY)과 매체 접근 계층(MAC)을 정의하는 표준으로서, 저속도 무선 개인 통신망(Low Rate Wireless Personal Area Networks, LR-WPANs)을 위한 표준 중 하나이다. IEEE 802.15.4 프로토콜은 장치간의 저가격, 저속도 유비쿼터스 통신을 지향하기 때문에 PHY/MAC의 구현에 있어서 고도화된 최적화가 중요한 요구사항이라 할 수 있다. 최근 IEEE 802.15.4 MAC 프로토콜의 성능 분석에 대한 많은 연구가 진행되었으며, 이를 반영하여 송수신기는 가격 및 성능의 장점이 있는 SoC로 구현되는 추세이다. 이러한 구현 과정에서 CSMA-CA 및 MAC 프레임의 처리와 같은 표준에서 명시한 MAC의 세부 기능들은 성능의 향상을 위해 하드웨어 지향의 Low-MAC과 이를 이용한 소프트웨어 기반의 상위 MAC으로 구현된다. 본 논문은 IEEE 802.15.4 LR-WPAN의 물리계층과 매체 접근 계층 간의 최적화를 위해 Hardwired Low-MAC (HL-MAC)과 상태 기계 (State Machine)를 통해 작은 코드 사이즈와 향상된 에너지 효율을 갖는 최적화 프로토콜을 구현방법을 제안하고자 한다.

모바일 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적이고 경제적인 소형 이동 로봇의 개발 (Energy-Effective Low-Cost Small Mobile Robot Implementation for Mobile Sensor Network)

  • 김홍준;김병국
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.284-294
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    • 2008
  • In this paper, we describe an implementation of small mobile robot that can be used at research and application of mobile sensor networking. This robot that will constitute the sensor network, as a platform of multi-robot system for each to be used as sensor node, has to satisfy restrictions in many aspects in order to perform sensing, communication protocol, and application algorithms. First, the platform must be designed with a robust structure and low power consumption since its maintenance after deployment is difficult. Second, it must have flexibility and modularity to be used effectively in any structure so that it can be used in various applications. Third, it must support the technique of wireless network for ubiquitous computing environment. At last, to let many nodes be scattered, it must be cost-effective and small. Considering the above restrictions of the mobile platform for sensor network, we designed and implemented robots control the current of actuator by using additional circuit for power efficiency. And we chose MSP430 as MCU, CC2420 as RF transceiver, and etc, that have the strength in the aspect of power. For flexibility and modularity, the platform has expansion ports. The results of experiments are described to show that this robot can act as sensor node by RF communication process with Zigbee standard protocol, execute the navigation process with simple obstacle avoidance and the moving action with RSSI(Received Signal Strength Indicator), operate at low-power, and be made with approx. $100.

TV 유휴대역 응용을 위한 무선 영상전송 시스템 (A Wireless Video Streaming System for TV White Space Applications)

  • 박형열;고인창;박형철;신현철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.381-388
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    • 2015
  • 본 논문에서는 TV 유휴대역에서 가능한 응용서비스중 하나로서, UHF 대역(470~806 MHz)에서 동작하는 무선 영상전송 시스템을 구현하였다. 이 시스템은 RF 송수신기 모듈, 디지털 모뎀, 카메라, 스크린으로 구성된다. RF 송수신기와 디지털 모뎀을 연동하여 VGA급 화질의 카메라 영상을 2.6 인치 LCD 스크린에 표시하는 방식이다. RF 송수신기 구조는 크기와 비용을 줄이기 위해 직접변환 방식을 채택하였다. 성능지표인 Image Leakage를 향상시키기 위하여 PLL의 출력에 3차 하모닉 제거필터를 사용하였으며, DC offset 문제 해결을 위해 DAC 출력노드에 Current steering technique을 이용하여 공통모드 전압을 조절하게 하였다. 또한, 채널대역폭은 국가별 표준을 맞게 6, 7, 8 MHz 중 선택이 가능하다. 출력 파워와 수신감도는 각각 +10 dBm, -82 dBm이다. 디지털모뎀은 Kintex-7급 FPGA에서 구현하였다. QPSK와 512ch OFDM 변조를 기반으로 전송속도는 약 9 Mbps이다. 개발된 송수신 모듈을 이용하여 VGA급 화질을 무선으로 송수신하는데 성공하였다.

High-Speed Low-Power Global On-Chip Interconnect Based on Delayed Symbol Transmission

  • Park, Kwang-Il;Koo, Ja-Hyuck;Shin, Won-Hwa;Jun, Young-Hyun;Kong, Bai-Sun
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제12권2호
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    • pp.168-174
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    • 2012
  • This paper describes a novel global on-chip interconnect scheme, in which a one UI-delayed symbol as well as the current symbol is sent for easing the sensing operation at receiver end. With this approach, the voltage swing on the channel for reliable sensing can be reduced, resulting in performance improvement in terms of power consumption, peak current, and delay spread due to PVT variations, as compared to the conventional repeater insertion schemes. Evaluation for on-chip interconnects having various lengths in a 130 nm CMOS process indicated that the proposed on-chip interconnect scheme achieved a power reduction of up to 71.3%. The peak current during data transmission and the delay spread due to PVT variations were also reduced by as much as 52.1% and 65.3%, respectively.

PHS용 Automatic Tuning 방법을 이용한 Complex Filter (A CMOS Complex Filter with a New Automatic Tuning Method for PHS Application)

  • 고동현;박도진;정성규;부영건;이강윤
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권10호
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    • pp.17-22
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    • 2007
  • 이 논문에서는 PHS용 new automatic tuning 방법을 가지는 baseband complex bandpass filter를 제안하였다. DC offset 문제를 해결하기 위한 Low_IF 구조로 CMOS로만 집적된 PHS용 수신기를 설계하였다. ACS 특성을 만족시키기 위해 3차 Chebyshev complex filter를 이용하여 baseband를 선택할 수 있는 filter를 설계하였다. 새롭게 제시한 Comer frequency tuning 방법은 공정의 변화에 보상을 해주는 방식이고, MOS 스위치에 의한 노이즈 레벨을 감소시킨다. 이 filter는 CMOS 0.35um 공정이며, 전력소모는 12mW였다.

초 광대역에 적용 가능한 저위상 잡음 PLL 설계에 관한 연구 (A Study on Low Phase Noise PLL Design for Ultra Wideband)

  • 심용섭;이일규;이용우;오승엽
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.17-21
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    • 2010
  • 본 연구에서는 초 광대역에서 적용 가능한 저위상 잡음 PLL의 구조개선, 회로 보완, 설계 및 구현 방법 개선 등을 통해 초 광대역에서 저위상 잡음 특성을 갖는 PLL을 분석하고 성능 요구 규격을 만족하는 PLL 구현에 대해 소개하였다. 먼저 에질런트사의 ADS(Advanced Designed System)를 이용한 시뮬레이션을 통해 초 광대역 시스템용 PLL의 파워 특성, 위상잡음, 하모닉 특성 등을 분석하였고 분석 결과를 요구 규격과 비교하였다. 이를 토대로 저위상 잡음을 갖는 PLL을 구현하였다. 성능 측정결과를 통해 제시한 요구 규격을 만족 시키는 PLL의 구현을 확인하였다. 본 PLL은 초 광대역을 사용하는 서비스의 트랜시버에 유용하게 쓰일 것이다.

Time-Hopping PPM 변조를 이용한 UWB 통신 시스템의 성능 평가 (Performance Analysis of UBW Communication System using Time-Hopping PPM modulation)

  • 변건식;이민혁;전제훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.220-226
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    • 2004
  • UWB 통신은 높은 전송속도와 저전력 통신이 가능하다는 이유로 최근에 매우 각광을 받는 통신 응용분야이다. 따라서, 다양한 UWB 통신 기술의 적용을 위하여 UWB 신호의 특성과 변조 방법을 연구하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 UWB 통신에 사용 가능한 가우시언 모노펄스의 특성을 분석하고 PPM 변조 방법과 PAM 변조방법의 성능을 비교하였다. 또한 다양한 UWB 통신 환경에서의 중심 주파수가 다른 QPSK 시스템의 간섭 효과를 분석하였으며 간단한 UWB 송수신 시스템을 시뮬레이션 하였다.

IoT를 위한 IEEE 802.15.4q 기반 TASK 물리 계층 설계 (Design of a physical layer of IEEE 802.15.4q TASK for IoT)

  • 김선희
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.11-19
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    • 2020
  • IoT has been consistently used in various fields such as smart home, wearables, and healthcare. Since IoT devices are small terminals, relatively simple wireless communication protocols such as IEEE 802.15.4 and ISO 18000 series are used. In this paper, we designed the 802.15.4q 2.4 GHz TASK physical layer. Physical protocol data unit of TASK supports bit-level interleaving and shortened BCH encoding. It is spread by unique ternary sequences. There are four spreading factors to choose the data rate according to the communication channel environment. The TASK physical layer was designed using verilog-HDL and verified through the loop-back test of the transceiver. The designed TASK physical layer was implemented in a fpga and tested using MAXIM RFICs. The PER was about 0% at 10 dB SNR. It is expected to be used in small, low power IoT applications.

Multi-Gbit/s Digital I/O Interface Based on RF-Modulation and Capacitive Coupling

  • Shin, Hyunchol
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제4권2호
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    • pp.56-62
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    • 2004
  • We present a multi-Gbit/s digital I/O interface based on RF-modulation and capacitive-coupling over an impedance matched transmission line. The RF-interconnect(RFI) can greatly reduce the digital switching noise and eliminate the dc power dissipation over the channel. It also enables reduced signal amplitude(as low as 200 ㎷) with enhanced data rate and affordable circuit overhead. This paper addresses the system advantages and implementation issues of RFI. A prototype on-chip RFI transceiver is implemented in 0.18-${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS. It demonstrates a maximum data rate of 2.2 Gbit/s via 10.5-㎓ RF-modulation. The RFI can be very instrumental for future high-speed inter- and intra-ULSI data links.

XFP 트랜시버 데이터 전송을 위한 저전력 FEC 설계에 관한 연구 (A Study on Low Power Consuming FEC Design for XFP Transceiver System Transmission)

  • 이민수;이경원;윤병돈;민형복
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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    • pp.973-974
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    • 2010
  • 본 논문에서는 XFP(10 Gb/s Small Form Factor Pluggable) 트랜시버 모듈의 정확한 데이터 전송을 위해 저전력 FEC를 설계하였다. 현재 많이 사용되며 버스트 에러에 강한 Reed-solomon코드를 구현하고 코드의 분산 연산을 통해 저전력 RS코드를 구현하였다. 본 논문에서 제안한 코드는 기존의 RS코드 대비 20% 면적이 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 또한 전력소모가 10% 감소되는 것을 확인 할 수 있었다.