The Journal of the Korea Contents Association (한국콘텐츠학회논문지)

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Improvement of IEEE 802.15.4b LR-WAPN Frequency Offset with Multiple Differential Filter

다중 차분 필터에 의한 IEEE 802.15.4b LR-WPAN 주파수 옵셋의 개선

  • 정차근 (호서대학교 공과대학 시스템제어공학과) ;
  • 강성민 (호서대학교 공과대학 시스템제어공학과)
  • Published : 2009.02.28
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Abstract

This paper analyze the effect of frequency offset for the IEEE 802.15.4b LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network) with 915MHz bandwidth noncoherent DSSS O-QPSK based receiver system, and presents a compensation method with addition of differential filter to the system for compensation of frequency offset problem. DSSS PSSS-ASK and DSSS O-QPSK modulation techniques are accepted within the regularization of IEEE 802.15.4b. These new method can obtain 250kbps transmission rate. The DSSS O-QPSK modulation method that is used in this paper has no BER variation below 40ppm(frequency offset 36.6kHz), but if the offset frequency become high above 40ppm, then the system cannot have stable receiving condition due to worse BER. To solve this problem, we present a more stabilized receiver system at maximum frequency offset ${\pm}80ppm$ using MDDF unti a correlator of DSSS O-QPSK modulator. Moreover computer simulation results will be presented to evaluate the performance of the proposed algorithm unde various AWGN and frequency offset environment.

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.

Keywords

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