A Software/Hardware Codesign of the MLSE Equalizer for GSM/GPRS

GSM/GPRS용 MLSE 등화기의 소프트웨어/하드웨어 통합설계 구조제안

  • 전영섭 (삼성전자 통신연구소) ;
  • 박원흠 (아주대학교 공과대학 전자공학부) ;
  • 선우명훈 (아주대학교 공과대학 전자공학부) ;
  • 김경호 (삼성전자 통신연구소)
  • Published : 2002.10.01

Abstract

This paper proposes a hardware/software codesign of the MLSE equalizer for GSM.GPRS systems. We analyze algorithms of the MLSE equalizer which consists of a channel estimator using the correlation method and the Viterbi processor. We estimate the computational complexity requirement based on the simulation of TI TMS320C5x DSP. We also estimate the gate count from the results of logic synthesis using the samsung 0.5㎛ standard cell library (STD80). Based on the results of the complexity estimation and gate count, we propose the efficient software/hardware codesign of the MLSE equalizer based on the results of the complexity estimation and gate count.

본 논문에서 제 2세대 및 2.5세대 유럽 이동통신 표준인 GSM/GPRS에서 사용하는 MLSE 등화기의 하드웨어/소프트웨어 통합 설계를 제시한다. 이를 위해 Viterbi 알고리즘을 기본으로 하는 상관 방식(correlation)의 MLSE 기법 적응 등화기에 대한 알고리즘을 분석하고, TI사의 TMS320C5x 시뮬레이터를 사용하여 등화기의 연산량을 추정하였으며, 삼성의 0.5㎛ standard cell library (STD80)를 이용한 로직합성을 통해 하드웨어 크기를 추정하였다. 이를 기반으로 연산 요구량이 많은 블록에 대해 전용의 하드웨어로 구현함으로써 DSP의 연산 부담을 줄일 수 있다. 또한 연산 요구량이 적은 나머지 블록은 DSP로 설계하여 비교적 간단한 시스템 설계 방법을 결정할 수 있다. 이러한 설계방법을 이용하여 등화기의 효율적인 하드웨어/소프트웨어 통합 설계를 제안한다.

Keywords

References

  1. Bernard Sklar, DIGITAL COMMUNICATIONS-Fundamentals and Applications, Prentice Hall PTR, 2001
  2. Marvin,K.Simon, Mohamed-Slim Alounin, Digital Communication over Fading Channels-A Unified Approach to Performance Analysis, Wiley-Interscience, 2000
  3. Mao-Ching Chiu, Chi-chao,vi 포이 'Analysi of LMS-Adaptive MLSE Equalization on Multipath Fading Channels,' IEEE Trans. Commun., vo. 44, No.12, pp. 1684-1692, Dec. 1996 https://doi.org/10.1109/26.545898
  4. E. Del Re, G. Benelli, G. Castellini, R. Fantacci, L. Pierucci, 'DESIGN OF A DIGITAL MLSE RECEIVER FOR MOBILE RADIO COMUNICATIONS,' 1991 IEEE GLOBECOM, pp. 1469-1473, January, 1991 https://doi.org/10.1109/GLOCOM.1991.188612
  5. E. Del Re, G. Catellini, L. Pierucci, F. Conti, 'A Within-Burst Adaptive MLSE Recevier for Mobile TDMA Cellular Systems,' proc. Acoustics, Speech, and Signal Processing, ICASSP-92, Vol. 4, pp. 493-4961, 992 https://doi.org/10.1109/ICASSP.1992.226328
  6. G. Benelli, A. Fioravanti, A. Garzelli, P. Matteini, 'Some digital receiver for the GSM pan-European cellular communication system,' IEE Proc. Commun, vol. 141, No. 3, pp. 168-176, June, 1994 https://doi.org/10.1049/ip-com:19941196
  7. G. D. Forney Jr, 'Maximum Likelihood Sequence Estimation of Digital Sequences in the Presence of Intersymbol Interference,' IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-18, pp. 363-378, May, 1972
  8. Gordon, L.Stuber, Principles of MOBILE COMMUNICATION-second edition, Kluwer Academic Publishers, 2001
  9. Guido Castellini, Fabrizio Conti, Enricl Del Re, Laura Pierucci, 'A Continuously Adaptive MLSE Receiver for Mobile Communications,' IEEE Trans. Commun., vol 45, No.1, pp. 80-89, January. 1997 https://doi.org/10.1109/26.554289
  10. Hiroshi Kubo, Keishi Murakami, Tadashi Fujino, 'An Adaptive Maximum-Likelihood Sequence Estimator for Fast Time-Varying Intersymbol Interference Channels,' IEEE Trans. Commun., vol. 42, No.2/3/4, pp. 1872-1880, February/March/April. 1994 https://doi.org/10.1109/TCOMM.1994.582897
  11. Hyoung Kyu SONG, We Duke CHO, 'A Joint Channel Estimation and Timing Adjustment for Adaptive MLSE,' IEICE Trans. Commun., vol. E81-B, pp. 2242-2244, No.11, November, 1998
  12. 김주웅, 윤숙현, 이재혁, 강창원, 'DCS 1800시스템에서 연판정 출력 등화기에 대한 비터비 복호기 설계 및 구현', 전자공학회논문지, 1998, 03 v.35-S, n.3, pp. 19-28
  13. Jerraya, A., 'Hardware-software codesign,' IEEE Design & Test of Computers, Volume : 17 Issue: 1, pp. 92-99, Jan.-March 2000 https://doi.org/10.1109/MDT.2000.825680
  14. GSM Technical Specification : GSM 05 Series, 1998
  15. K. Feher, Wireless Digital Communications, Prentice Hall, 1995
  16. Kazuaki Murota, 'GMSK Modulation for Digital Mobile Radio Telephony,' IEEE Trans. Commun., vol. COM-29, No.7, pp. 1044-1059, July. 1981
  17. 송영준, 한영열, '디지털 셀룰라 시스템을 위한 개선된 GMSK 직교 변조기의 설계', 한국통신학회논문지, 1998, 09 v.23, n.9A, pp. 2240-2247
  18. Texas Instrument Inc., TMS320C5x User's Guide, 1998
  19. 이남일, 손창용, 홍성훈, 이동원, 강상원, 'OakDSPCore를 이용한 AMR 음성 부호화기의 실시간 구현', 제 13회 신호처리학술대회, 2000, v.13, n.1, p. 811-814
  20. TMS320C5x User's Guide Texas Instrument Inc.
  21. 제 13회 신호처리학술대회 v.13 no.1 OakDSPCore를 이용한 AMR 음성 부호화기의 실시간 구현 이남일;손창용;홍성훈;이동원;강상원