IEEE 802.15.4a CSS 시스템을 위한 패킷 검출 알고리즘

Abstract

본 논문에서는 chirp spread spectrum (CSS) 시스템을 위한 새로운 고성능 저복잡도 패킷 검출 알고리즘을 제안한다. 기존의 대표적인 패킷 검출 알고리즘은 자기 상관 방식과 교차 상관 후 자기 상관 방식 두 가지가 있다. 첫째, 자기 상관 방식은 간단한 하드웨어 구조를 갖지만 추가적인 밴드 잡음 때문에 CSS 시스템에서는 고성능을 보장할 수 없다. 둘째, 교차 상관 후 자기 상관 방식은 정합 필터를 사용함으로서 추가적인 밴드 잡음을 제거하여 뛰어난 성능을 가지지만 높은 하드웨어 복잡도를 갖고 있다. 본 논문에서는 자기 상관 방식과 교차 상관 후 자기 상관 방식의 장점을 모두 가지는 새로운 고성능 저복잡도 패킷 검출 알고리즘을 제안한다. 제안하는 패킷 검출 알고리즘은 정합 필터를 이용하여 추가적인 밴드 잡음을 제거해 뛰어난 성능을 가지며, 자기 상관이 아닌 차분 곱셈기를 적용하여 하드웨어 복잡도를 줄였다. 또한, 기존 두 가지 알고리즘은 패킷 검출을 위해 최소 두 개의 심볼이 필요한 반면 제안하는 방식은 한 개의 심볼 만으로 패킷을 검출 할 수 있다. 실험 결과 제안하는 알고리즘은 교차 상관 후 자기 상관 알고리즘 보다 약 0.25 dB 의 성능 감소가 있었지만 83.7 % 의 레지스터의 수를 감소시켰고, 자기 상관 알고리즘과 비교하여 약 3.52 dB 의 성능 향상과 59.25 % 의 레지스터의 수를 감소시켰다.