This paper presents an in-depth study of a UWB indoor radio channel between 1 and 9 GHz, which was used for the subsequent development of a new statistical UWB multipath channel model, focusing on short range indoor scenarios. The channel sounding process was carried out covering different indoor environments, such as laboratories, halls or corridors. A combination of new and traditional parameters has been used to accurately model the channel impulse response in order to perform a precise temporal estimation of the received pulse shape. This model is designed specifically for UWB digital systems, where the received pulse is correlated with an estimated replica of itself. The precision of the model has been verified through the comparison with measured data from equivalent scenarios and cases, and highly satisfactory results were obtained.
최근 극단파의 펄스를 사용하는 UWB(Ultra WideBand) 기술이 다양한 무선 통신기기에 응용되고 있다. 이와 같은 UWB 기기들은 동일한 주파수 대역을 공동으로 사용하기 때문에 상호 간섭에 의한 장애가 발생하고 이를 방지하기 위해 적은 전력을 사용하여 수십미터 이내의 근거리 통신을 주로 하게 된다. 특히, UWB는 실내공간에서 기기간의 통신에 많이 사용하게 되는데 이를 위한 다양한 실내 환경의 채널의 모델링이 필요하다. 아울러 채널의 특징에 대한 정확한 정보는 통신 시스템 디자이너에게 채널의 성능을 예상할 수 있게 하므로 정확한 채널 모델링은 통신 시스템을 설계하는데 있어서 아주 중요하다. 본 논문에서는 가시거리 환경에서 기존의 모델보다 정확한 UWB 채널을 위한 새로운 모델을 정립하였다.
본 논문에서는 가구나 생활 가전기기가 포함된 실내 아파트 환경에서의 I-UWB 시스템의 전송채널 특성을 측정하였다. 전송환경 특성은 10[MHz]${\sim}$16.01[GHz]의 영역에 대해 LOS와 NLOS 환경에서 주파수 영역과 시간 영역에 대해 측정하였다. 측정 데이터로부터 전파특성을 분석하기 위해 파라미터 도출 프로그램을 제작하여 PDP를 도출하였고, PDP로부터 다양한 전파 특성 파라미터를 산출하였다. 또한 채널특성에 따른 시스템의 성능을 평가하기 위해 Simulink로 I-UWB 시스템의 simulator를 모델링하고, 측정된 채널 모델을 삽입하여 모의실험 하였다. 모의실험 결과 SNR 20[dB] 이상에서 BER이 $10^{-5}$ 이하인 것을 확인할 수 있었다.
In this paper, we analyze system level and link level performance for MB-OFDM UWB system. we propose physical layer model of MB-OFDM UWB system in MBOA. For this analysis, Base-band channel model from IEEE 802.15 3a was adopted. we considered the channel index parameter to select any one of 100 distinct realizations provided by the IEEE working group. Our experimental results indicate BER values according to Es/No.
International journal of advanced smart convergence
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제1권1호
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pp.27-33
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2012
In this paper, we analyze and simulate performance of space time block coded (STBC) binary pulse amplitude modulation-direct sequence (BPAM-DS) ultra-wideband (UWB) systems with double binary turbo code in indoor environments for various ubiquitous healthcare (u-healthcare) applications. Indoor wireless channel is modeled as a modified Saleh and Valenzuela (SV) model proposed as a UWB indoor channel model by the IEEE 802.15.SG3a in July 2003. In the STBC encoding process, an Alamouti algorithm for real-valued signals is employed because UWB signals have the type of real signal constellation. It is assumed that the transmitter has knowledge about channel state information. From simulation results, it is shown that the STBC scheme does not have an influence on improving bit error probability performance of the BPAM-DS UWB systems. It is also confirmed that the results of this paper can be applicable for u-healthcare applications.
In this paper, we analyze the performance of RAKE receiver for impulse radio-ultra wide band (IR-UWB) systems in indoor multipath radio channel. Pulse position modulation-time hopping (PPM-TH) signal is considered. And we also consider three types of RAKE receivers, which are ideal RAKE, selective RAKE, and partial RAKE receivers. The indoor channel is modeled as the modified Saleh and Valenzuela (SV) model which has been proposed as a UWB channel model by the IEEE group, IEEE 802.15.SG3a.
UWB(ultra wide band) 통신 시스템은 신호 에너지를 매우 넓은 주파수 스펙트럼에 정보를 전송하기 위해 펄스를 사용한다. UWB 신호의 수신 신호 대 잡음 전력비는 위치 추정 시스템의 정확도를 결정하는 중요한 요소이다. 신호 대 잡음 전력비가 높을수록 잡음의 영향이 낮아 위치 추정 오류는 감소한다. 통신 거리에 따른 신호 대 잡음 전력비의 계산은 시스템 설계에 중요한 지침을 제공하며 위치 추정 시스템의 성능은 채널 모델에 크게 의존한다. 분석 결과, 통신 거리에 따른 수신 신호 대 잡음 전력비의 성능은 Non LOS (line of sight)채널 환경보다 LOS 채널 환경에서 더 좋은 것으로 나타났다. 그리고 특정 통신 거리에서 프리앰블 신호의 심볼 간격이 증가하면 UWB 시스템의 채널 용량은 증가하였다.
본 논문에서는 위상 특성을 포함시킨 UWB 채널 모델링 방법을 제시한다. 제시된 방법에서는 UWB 펄스를 펄스폭의 역수에 해당하는 주파수 및 이 주파수의 하모닉 주파수를 중심주파수로 갖는 여러 협대역 신호들의 합으로 표현한 후 각 협대역 신호에 대해서 ray-tracing 알고리즘을 적용시킨다. 수신 신호의 다중 경로 성분들의 파형을 보기 위해 모의 실험을 하여 기존에 제시된 수신 펄스 형태외에 다양한 형태가 나타날 수 있음을 보인다.
This paper analyzed time delay and phase distortion that generates in multipath and the degree of distortion due to power attenuation factor when UWB system is applied at indoor environment and the effects of indoor structure and material on distortion factors. Based on these distortion factors, channel model similar to actual environment is mathematically described and multipath and the degree of signal distortion generated when UWB system is applied to random environment is tested through channel model simulation and varies distortion factor that UWB system needs to consider in different indoor environment is analyzed.
본 논문에서는 MB-OFDM UWB 시스템의 간섭 회피 기술로서 무선 인지 기술(Cognitive Radio)을 사용하였다. 간섭 신호를 측정하기 위한 방안으로 FCC에서 제안한 무선 인지 기술의 간섭 온도 모델(Interference Temperature Model) 사용한다. 간섭 온도 측정을 통하여 MB-OFDM UWB 시스템의 채널 용량(Channel Capacity)를 계산한 후 간섭 상황을 해결하는 방안을 제시한다. 계산 과정에 해당하는 인지 엔진(Cognitive Engine)의 연산 알고리즘으로 사용될 유전 알고리즘을 사용하였다. 본 논문에서 제안한 국내 환경에 적합한 무선 인지 기술(Cognitive Radio using Interference Temperature Model Access)을 이용한 MB-OFDM UWB 시스템은 현재 문제가 될 수 있는 UWB 통신 시스템의 간섭문제를 해결하는데 좋은 성능을 보여주고 있는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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