LoRa 신호 검출을 위한 샘플링 주파수 오차 보상 기법 연구

주정석; Jung Suk Joo

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한글제목(Korean Title)	LoRa 신호 검출을 위한 샘플링 주파수 오차 보상 기법 연구
영문제목(English Title)	A Study on Sampling Frequency Offset Compensation for LoRa Signal Detection
저자(Author)	주정석 Jung Suk Joo
원문수록처(Citation)	VOL 58 NO. 11 PP. 0019 ~ 0025 (2021. 11)
한글내용 (Korean Abstract)	LoRa(long range)는 IoT(internet of things) 통신을 위한 저전력 광대역(LPWA: low power wide area) 네트워크 기술의 하나이며 최근 들어 응용 분야가 넓어지고 있다. IoT 통신의 특성상 저비용의 소자들이 사용되다보니 LoRa 전송단과 수신단의 샘플링 주파수가 일치되지 않아 수신단에서 샘플링 주파수 오차(sampling frequency offset)가 생기기 쉽다. 이에 본 논문에서는 LoRa 신호 검출을 위한 2단계 샘플링 주파수 오차 보상 기법을 제안한다. 제안하는 방식은 preamble 구간동안에는 샘플링 주파수 오차의 부호(샘플링 위치의 이동 방향)만 추정하고 payload 신호 구간동안에 신호 샘플 위치와 ±1/2 chip 떨어진 위치의 수신 에너지 값 비교를 통해 샘플링 위치의 이동 시점을 결정하는 2단계 과정으로 구성된다. 컴퓨터 모의실험을 통해 샘플링 주파수 오차가 LoRa 시스템의 신호 검출 성능에 미치는 영향을 분석하고 제안된 샘플링 주파수 오차 보상 기법이 신호 검출 성능을 개선시킬 수 있음을 보이고자 한다.
영문내용 (English Abstract)	Long range (LoRa) is one of the low power wide area (LPWA) techniques for Internet of things (IoT) communication, and has recently continued to expand its application fields. Due to the nature of IoT systems in which low-cost devices are usually used, LoRa receivers could experience a sampling frequency offset (SFO) caused by the mismatch in sampling frequencies between transmitter and receiver. In this paper, we will propose a two-step SFO compensation scheme for LoRa receiver. Using LoRa preamble, it finds the sign of SFO first; then, through the payload, it determines the instants at which sampling clock location should be moved, by comparing signal energies at the signal sample point and ±1/2 chip-away points. Through computer simulations, we will analyze the effect of SFO on the LoRa signal detection, and show the performance gain of the proposed scheme.
키워드(Keyword)	LPWA LoRa Sampling frequency offset compensation Two-step approach
원문	PDF 다운로드