Abstract
The multi-band (MB) ultra-wideband (UWB) communication system divides its available frequency spectrum in 3.1 to 10.6GHz into 16 sub-bands, which leads to inherent disparities between carrier frequencies of each sub-band. For instance, the highest carrier frequency is 2.65 times higher than the lowest one. Since the propagation loss is proportional to the square of the transmission frequency, the propagation loss on the sub-band having the highest carrier frequency is approximately 7 times larger than that on the sub-band having the lowest carrier frequency, which results in disparities between received signal powers on each sub-band. In this paper, we propose a novel correlation scheme for frequency hopping (FH) MB UWB communications, where the correlation time is adaptively adjusted relative to the sub-band, which reduces the disparity between the received signal energies on each sub-band. Such compensation for lower received powers on sub-bands having higher carrier frequency leads to an improvement on the total average bit error rate (BER) of the entire FH MB UWB communication system. We analyze the performance of the proposed correlation scheme in Nakagami fading channels, and it is shown that the performance gain provided by the proposed correlator is more significant as the Nakagami fading index n increases (i.e., better channel conditions).
멀티 밴드 초 광대역 통신 시스템은 3.1-10.6 GHz 사이의 주파수 스펙트럼을 16개의 부 밴드로 나누어 사용하므로, 초 광대역 주파수 밴드의 특성상 각 부 밴드마다 중심 주파수의 차이가 많게는 2.65 배까지 발생할 수 있다. 송신측에서 전송한 신호의 경로에 따른 감쇄 정도는 주파수의 제곱에 비례하므로 멀티 밴드 초 광대역 통신시스템의 경우는 각 부 밴드 당 경로 감쇄 정도가 크게는 7배까지 차이가 날 수 있는 것이다. 그러므로 본 논문에서는 주파수 도약 방식의 멀티 밴드 초 광대역 통신 시스템에서 각 부 밴드의 중심 주파수의 차이로 해서 일어나는 수신 신호의 경로 감쇄 정도의 차이를 수신기의 상관 시간으로 보상하여 전체 시스템의 평균 비트 오류율을 향상시킬 수 있는 수신 방식을 제안하고, 그 성능을 나카가미 페이딩 채널 환경 하에서 분석하였다. 분석 결과 페이딩 index n이 증가할수록 제안된 수신 방식이 기존의 방식에 비해 더 큰 성능 이득을 얻음을 관찰할 수 있었다.
