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

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

The Effects of PRF and Slot Interval on the PPM-Based Ultra Wide-Band Systems

PPM-기반의 UWB 시스템에 대한 PRF와 슬롯 시간의 영향

  • 김성준 (삼성전자 TN 총괄 통신 Solution Lab.) ;
  • 임성빈 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Published : 2003.12.01
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Abstract

In this paper, we investigate the effect of pulse repetition frequency (PRF) and slot interval on the throughput performance of the ultra wide band (UWB) wireless communication system in multi-path channels, and based on these observations, a data throughput control using PRF and slot interval is proposed for maximizing the effective throughput. Recently, due to many desirable features of the UWB system, it has drawn much attention especially for short-range high-speed data transmission. The UWB system has two parameters to determine its data throughput; pulse repetition frequency and slot interval. In the multi-path channel with additive white Gaussian noise, the UWB system suffers from the inter-pulse interference (IPI) and noise, which result in degradation of system performance. The UWB system can vary the two parameters to maintain and/or improve the system performance. In this paper, we demonstrate the effects of the two parameters on the data throughput of the UWB system in various multi-path indoor channels through computer simulation, and show that the variable data rate approach designed based on the observations is superior to the fixed data rate one in terms of effective throughput performance.

본 논문에서는 다중경로 채널 환경에서 펄스 반복 빈도 (pulse repetition frequency, PRF)와 슬롯 시간이 UWB (ultra wide band) 무선 통신 시스템의 데이터 전송율 (throughput) 성능에 미치는 영향을 조사하고 이를 기반하여 유효 데이터 전송율이 최대화되도록 하는 PRF와 슬롯 시간을 이용한 전송율 제어를 제안한다. 최근에 UWB 시스템이 갖고 있는 장점으로 인하여 근거리 고속 무선 데이터 전송과 관련하여 관심이 고조되고 있다. UWB 시스템에서는 데이터 전송율을 결정짓는 파라미터로는 펄스를 반복하는 펄스 반복 회수와 펄스간의 간격을 결정짓는 슬롯 시간을 들 수 있다. AWGN이 존재하는 다중경로 채널 하에 있는 UWB 시스템은 펄스간의 간섭(inter-pulse interference, IPI)과 잡음에 의하여 시스템 성능이 저하된다. UWB 시스템은 이 두 파라미터의 조정을 통하여 시스템의 성능을 유지 또는 개선할 수 있다. 본 논문에서는 두 파라미터의 변화가 다양한 채널 환경에서 데이터 전송율에 미치는 영향을 모의실험을 통하여 관측하고 이를 기반하여 설계된 가변 전송율을 사용하는 것이 비가변적인 방법에 비하여 유효 데이터 전송율 측면에서 우수함을 모의실험을 통하여 검증하였다.

Keywords

References

  1. R. A. Scholtz and M. Z. Win, 'Multiple access with time hopping impulse modulation,' Proc. IEEE MILC0M'93, pp. 447-450, 0ct.1993
  2. M. Z. Win and R. A. Scholtz, 'Impulse radio: How it works,' IEEE Commun. Lett.. vo1.3. no.2, pp.36-38. Feb. 1998
  3. R. A. Scholtz and M. Z. Win, 'Impulse adio.' Wireless Communications (S. G Glisic and P. A. Leppanen Eds.), Kluwer Academic Publishers, 1997
  4. F. Ramirez-Mirele and R. A, Scholtz System performance of impulse radio modulation,' RAWC0N'98, pp.67-70, 1998
  5. J. Foerster and Qinghua Li. 'UWB hannel modeling contribution from Intel.' IEEE P802.15-.2/279r0-SG3a
  6. J. Foerster, 'The effects of multipath nterference on the performance of UWB systems in an indoor wireless channel,' VTC ZOOl-Spring. May 2001
  7. Fang Zhu, Zhiqiang Wu and Carl. R. Nassar, 'Generalized fading channel model with UWB,' IEEE Conference on Ultra Wideband Systems and Technologies. pp. 13-17. 2002
  8. S. Yano. 'Investigating the ultra-wideband indoor wireless channel.' IEEE Vehicular Technology Conf. Spring 2002. PAPER: TO3-165-Session WE43, Birmingham, AL, May 2002
  9. M, Z. Wln and R. A. Scholtz. 'On the robustness of ultra-wide bandwidth signals in dense multipath environments,' IEEE Comm. Lett.. vol. 2, pp. 51-53. Feb. 1998 https://doi.org/10.1109/4234.660801
  10. M. Z. Win, F. Ramirez-MireIes and R. A. Scholtz, 'Ultra-wide bandwidth (UWB) signal propagation for outdoor wireless communications,' Proc. VTC, pp. 251-255, May 1997
  11. F. Ramirez-Mireles, 'On the performance of ultra-wide-band signals in Gaussian noise and dense multipath,' IEEE Transactions on Vehicular Technology. vol. 50, Issue: 1. pp. 224-249. Jan. 2001
  12. FCC Notice of Proposed Rule Making. 'Revision of part 15 of the communication's rules regarding ultra wideband transmission systems,' First Report and Order, ET-Docket No. 98-153
  13. Jinchul Ahn and Yoan Shin. 'A performance analysis of ultra wideband time hopping impulse radio communication systems,' Proc. of JCCI'99, pp. 133-137, 1999
  14. H. Hashemi, 'Impulse response modeling of indoor radio propagation channels,' IEEE JSAC, vol. 11, no. 7, pp. 967-978. Sept. 1993