Earticle

This paper presents the conventional and multiband Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) simulation software named Signal Modulation Simulator (SiMiSIM). A simulation system was built with a Graphical User Interface (GUI) to provide a more user friendly interface than contemporary or command line interfaces. Three basic frequency modulation techniques were made available in SiMiSIM: Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Phase-Shift Keying (QPSK) and Quadrature Amplitude Modulation (QAM). Each of the signals had to face Forward Error Correction (FEC) encoder to enhance the signal robustness at the receiver end. The simulation was able to simulate Bit Error Rate (BER) and Power Spectral Density (PSD) for research purposes as well as educational purposes.

This paper shows the range improvement achieved using Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) in line with jointly encoding the data over subcarriers or across OFDM symbols for Multiband Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MB-OFDM) ultra wideband (UWB) System. The framework adopted can be for any coding scheme such as Space-Time-Frequency Codes (STFC), Space Time or Space Frequency code. Theoretical derivations are provided based on Saleh-Valenzuela fading model which characterize the random clustering property of UWB channels. The range and pairwise error probability(PEP) improvement obtained from the diversity gain regardless of any type of coding scheme using MIMO-OFDM system through increasing the number of jointly encoded subcarriers, jointly encoded OFDM symbols, or the number of Antennas is investigated and compared with that of conventional Multiband OFDM UWB system. The relation between coding gain and channel model parameters of UWB channels is also discussed.

UWB(Ultra Wide Band)는 차세대 무선통신 기술로 무선 디지털펄스라고도 한다. GHz대의 주파수를 사용하면서도 초당 수천~수백만 회의 저출력 펄스로 이루어진 것이 큰 특징이다[1]. 기존 무선통신 기술의 양대 축인 IEEE 802.11과 블루투스 등에 비해 속도와 전력소모 등에서 월등히 앞서고 있으며, SoC(System on a Chip)의 저전력 구현에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. OFDM은 크게 FFT(Fast Fourier Transform) 블록, Interpolation /decimation 필터 블록, 비터비 블록, 변복조 블록, 등화기 블록 등으로 구성된다. 고속 시스템에서는 대역효율성이 우수한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 사용하고 있으며, OFDM 전송방식은 직렬로 입력되는 데이터 열을 병렬 데이터 열로 변환한 후에 부반송파에 실어 전송하는 방식이다. 이와 같은 병렬화와 부반송파를 곱하는 동작은 IFFT와 FFT로 구현이 가능한데, FFT 블록의 구현 비용과 전력소모를 줄이는 것이 핵심사항이라고 할 수 있다. 기존논문에서는 OFDM용 FFT 구조로 단일버터플라이연산자 구조, 파이프라인 구조, 병렬구조 등의 여러 구조가 제안되었다[2]. 본 논문에서는 Radix-8 FFT 알고리즘 기반의 New partial Arithmetic 저전력 FFT 구조를 제안하였다. 제안한 New partial Arithmetic 저전력 FFT구조는 곱셈기 대신 병렬 가산기를 이용 하여 지금까지 사용되는 FFT 구조보다 전력소모를 줄일 수 있음을 보였다.

This letter presents a power efficient 64-state Viterbi decoder (VD) employing a two-stage radix-4 add-compare-select architecture. A class of VD architectures is implemented, and their hardware complexity, maximum operating speed, and power consumption are compared. Implementation results show that the proposed VD architecture is suitable for multiband orthogonal frequency-division multiplexing (MB-OFDM) ultra-wideband (UWB) systems, which can support the data rate of 480 Mbps even when implemented using 0.18-${\mu}m$ CMOS technology.