DOI QR코드

DOI QR Code

Disign of Non-coherent Demodulator for LR-WPAN Systems

LR-WPAN 시스템을 위한 비동기 복조 알고리즘 및 하드웨어 구조설계

  • Lee, Dong-Chan (School of Electronics & Tele communication Eng., Korea Aerospace University) ;
  • Jang, Soo-Hyun (School of Electronics & Tele communication Eng., Korea Aerospace University) ;
  • Jung, Yun-Ho (School of Electronics & Tele communication Eng., Korea Aerospace University)
  • 이동찬 (한국항공대학교 항공전자 및 정보통신 공학부) ;
  • 장수현 (한국항공대학교 항공전자 및 정보통신 공학부) ;
  • 정윤호 (한국항공대학교 항공전자 및 정보통신 공학부)
  • Received : 2013.11.08
  • Accepted : 2013.12.30
  • Published : 2013.12.30

Abstract

In this paper, we present a low-complexity non-coherent demodulation algorithm and hardware architecture for LR-WPAN systems which can support the variable data rate for various applications. The need for LR-WPAN systems that can support the variable data rate is increasing due to the emergence of various sensor applications. Since the existing symbol based double correlation (SBDC) algorithm requires the increase of complexity to support the variable data rate, we propose the sample based double correlation (SPDC) algorithm which can be implemented without the increase of complexity. The proposed non-coherent demodulator was designed by verilog HDL and implemented with FPGA prototype board.

본 논문에서는 다중 전송률 지원이 가능하도록 개선된 LR-WPAN (Low-Rate Wireless Personal Area Network) 시스템을 위한 효율적인 복조 알고리즘 및 하드웨어 구조를 기술하였다. 여러 센서응용 시스템에 대한 연구가 활발히 진행됨에 따라 다양한 전송률을 지원하는 LR-WPAN 시스템의 필요성이 커지고 있다. 이에, 본 논문에서는 심볼 단위 이중상관방식 (SymBol based Double Correlation, SBDC)을 변형한 샘플 단위 이중상관 방식 (SamPle based Double Correlation, SPDC)을 제안한다. 제안된 알고리즘은 다양한 전송률 지원에 따른 복잡도의 증가가 없으며, IEEE 802.15.4 LR-WPAN 시스템에서 권고하는 ${\pm}80ppm$ (송/수신 각각 ${\pm}40ppm$)의 주파수 오프셋에서도 동작이 가능한 non-coherent 복조방식이다. 하드웨어 구현은 verilog HDL을 사용하였으며, FPGA 테스트 보드를 이용하여 설계 및 검증을 수행하였다.

Keywords

References

  1. Y. Ma, N. Wei, and M. Lv, "Performance analysis of wireless network based on IEEE 802.15.4 in smart home environment," Multimedia Information Networ king and Security Conf., pp. 208-211, 2012.
  2. IEEE Std.802.15.4, IEEE Standard for Wireless Medium Access Control and Physical Layer Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs), 2003.
  3. N. Oh, S. Lee, and J. Ko, "A CMOS 868/915 MHz direct conversion. ZigBee single-chip radio," IEEE Comm., Mag., vol. 43, no. 12, pp. 100-109, Dec. 2005.
  4. W. Kim, Y. Jung, S. Lee, and J. Kim, "Low complexity demodulation scheme for IEEE 802.15.4 LR-WPAN systems," IEICE Electron. Express, vol. 5, no. 14, pp. 490-496, July 2008. https://doi.org/10.1587/elex.5.490
  5. D. Park, S. Park, and K. Lee, "Simple Design of Detector in the Presence of Frequency Offset for IEEE 802.15.4 LR-WPANs," IEEE Trans. Circuit and systems II, vol. 56, no. 4, pp. 330-334, 2009. https://doi.org/10.1109/TCSII.2009.2015384
  6. J.G. Proakis, "Digital Communications," Third Edition, McGraw-Hill Inc, 1995.
  7. M. Singh, Z. Lei, F. Chin, and Y. Kwok, " Modulation and Code Mapping Scheme for High Rate Transmission for IEEE 802.15.4b in AWGN Channels," Military Commun. Conf., pp. 1-5, 2007.

Cited by

  1. 개선된 LR-WPAN 시스템을 위한 시간 동기부 설계 vol.18, pp.5, 2013, https://doi.org/10.12673/jant.2014.18.5.476
  2. L-대역 디지털 항공 통신 시스템의 수신 성능 분석 vol.19, pp.2, 2013, https://doi.org/10.12673/jant.2015.19.2.140