Abstract
In this paper, we propose an enhanced Timing Estimator algorithm for 2.45GHz LR-WPAN receiver. Because an expensive and highly efficient oscillator can't be used for low-cost implementation, a Timing Estimator algorithm having stable operation in the channel environment with center frequency tolerance of 80 ppm is required. To enhance the robustness to frequency offset and the stability of receiver performance, multiple delay differential filter is adopted. By utilizing the characteristic that the correlation result between the output signal of Multiple delay differential filter and reference signal is restricted on the In-phase part of the correlator output, a coherent detection scheme instead of the typical noncoherent one is adopted for Timing Estimator. The application of the coherent detection scheme is suitable for LR-WPAN receiver aimed at low-cost, low-power, and low-complexity, since it can remove performance degradation due to squaring loss of I/Q squaring operation and decrease implementation complexity. Computer simulation results show that the proposed algorithm achieved performance improvement compared with the differential detection-based noncoherent scheme by 2dB in average.
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.
