Abstract
In this paper, an energy detection-based low power, low complexity IR-UWB receiver in multipath impulse radio channel is presented. The proposed receiver has a simple 1-bit sampler for energy detection. Also, multipath signal received from multipath impulse radio channel is amplified and envelope of the signal is detected. Then, energy detection technique using integrator by summing multipath signals in certain period is adopted to minimize the BER loss by simple energy detection. In particular, in acquisition of a sample signal, SNR is additionally improved using a digital sampler. Symbol decision using several sampled signals is performed and thus the process of symbol synchronization is significantly simplified. Also, it is effectively designed to be compatible with influences of multipath and timing error. In addition, the proposed receiver complexity is reduced using pulse decision window. The performance of the proposed receiver is simulated based on IEEE 802.15.4a channel model and the algorithms are implemented on FPGA.
본 논문에서는 다중경로 임펄스 전파 채널 환경에서 중 저속통신에 적합한 저전력, 저복잡도의 IR-UWB 수신기를 제안하였다. 제안된 수신기는 자승기 및 적분기를 사용하여 복잡한 Rake 구조를 사용하지 않고서도 다중경로 환경 하에서 분산된 임펄스 신호의 에너지를 효과적으로 합산하였다. 또한 임펄스 신호의 검출을 위하여 1-bit Sampler를 사용하여 기존의 고속 병렬 ADC를 대체하였으며 이 과정에서 Sample Rate을 낮추고 BER 손실을 줄이기 위하여 Sampler의 입력으로 수신 신호의 저주파 성분인 포락선을 사용하였고, 샘플 획득 후 디지털 상관기 회로를 추가하였다. 그리고 수신되는 임펄스 마다 심벌 결정구간을 설정하여 이 구간 내에서 임펄스 심벌을 판단하는 구간동기 개념을 사용하였으며, 이로써 임펄스 신호의 동기 조건을 완화시키어 간단한 디지털 동기회로 만으로 정밀한 PLL을 대체할 뿐 아니라 다중 경로 및 timing error 등의 내 외부 환경의 변화에 효과적으로 대응하였다. 제안된 수신기는 IEEE 802.15.4a에서 제안된 채널 모델을 활용하여 그 성능을 모의 검증하였고 FPGA로 구현하여 실제 환경에서 그 성능을 입증하였다.
