Information and Communications Magazine (정보와 통신)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

멀티모드용 SDR 기반 디지털 IF 기술

  • 이원철 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Published : 2002.11.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

향후 다양한 무선 통신 규격들의 통합 수용을 위한 SDR (Software Defined Radio) 기술이IMT-2000 이후의 4세대 이동 통신 시스템을 위한 핵심 기술로써 심각하게 고려되고 있다. 이에 부응하여 SDR기반의 멀티모드용 통신 시스템을 구성하기 위한 주요 기술로서 디지털 IF 기술에 대한 필요성이 급속도로 고조되고 있는 상황이다. 최근 ABC/DAC 및 범용 디지털 신호처리 소자들의 고속화 및 고성능화로 인해 If (Intermediate Frequency) 대역과 기저대역 신호들 간의 직접 디지털 변환의 구현이 현실화되고 있다. 사용자의 관점에서 국지적으로 상용화되고 있거나 장래에 출현할 다양한 이동 통신 시스템 규격들 및 이에 대해 사업자들에게 할당되는 주파수 대역들이 서로 다른 점을 고려할 때, 이종 시스템 혹은 사업자들에게 할당된 주파수 대역에 구애받지 않고 언제 어디서나 자유롭게 무선 채널을 엑세스하고 또한 특정 채널을 임의로 선택하기 위한 디지털 If기술의 실현이 필수적이다 이러한 SDR기반 디지털 If 기술은 소프트웨어적으로 재구성 가능한 하드웨어 구조를 요구하며, 특정 이동 통신 규격의 물리 계층만을 지원하는 무선 인터페이스가 아닌 다중이동 통신 모드를 지원할 수 있는 유연성이 가미된 채널화 알고리즘이 필요하게 된다. 따라서 디지털 If기술은 무선 인터페이스 처리 부분, 즉 주파수 상 하향 변환 및 채별 선택 조합을 용도에 맞게 단일의 하드웨어 플렛폼 상에서 고속 디지털 신호처리 알고리즘을 기반으로 동작하기 위한 기능을 필연적으로 요구한다. 본 논문에서는 향후 SDR 기반의 기지국 및 단말기 운영 및 구생 모델을 제시하며, 디지털 If에 대한 필요성 및 동작 원리, 그리고 요소 기능들에 대한 구체적인 동작 원리 및 디지털 If와 더불어 활용 가능한 기술에 대하여 논의한다.

Keywords

References

  1. W. Tuttlebee, 'Software radio Impacts and implications,' Proc. Int'l Symp. Spread Spectrum Tech. & Appl. (ISSSTA '98), vol. 2, pp. 541-545, Sun City, South Africa. Sep. 1998
  2. N. J. Drew and M. M. Dillinger, 'E toward reconfigurable user equip IEEE Commun. Magazine, vol. 39, no 158-164, Feb. 2001
  3. http://www.sdrforum.org
  4. A. K. Salkintzis, N. Hong and P. T. Mathiopoulos, 'ADC and DSP challenges in the development of software radio base stations,' IEEE Personal Communications., vol. 6, no. 4, pp. 47-55, Aug. 1999 https://doi.org/10.1109/98.788215
  5. T. Yokoi et al., 'Software receiver technology and its applications/' IEICE Trans. Commun. (Special Issue on Software Defined Radio and Its Technologies), vol. E83-B, no. 6, pp. 1200-1209, June 2000
  6. G. Ferris. C. Udy and K. Thakare.' An open digital interface between SDR baseband processors and RF/', Proc. Mobile Comm. Tech., pp. 311-316, March 2001
  7. P. B. Kennington, 'Linearized transmitters: an enabling technology for software defined radio.' IEEE Commun. Magazine, vol. 40, no. 2, pp. 156-162, Feb. 2002 https://doi.org/10.1109/35.983923
  8. J. K. Cavers and M. Liao, 'Adaptive compensation for imbalance and offset losses in direct conversion transceivers,' Proc. 41st IEEE VTC., pp. 578-583, Feb. 1991
  9. A. Femandez Duran et al., 'Zero IF receiver architecture for multi standard compatiable radio systems, Girafe Project,' Proc. 46th IEEE VTC. vol. 2, pp. 1052-1056, 1996
  10. D. Efstathiou, 'Basestation transceiver trends for 3G and beyond wireless systems,' Proc. IEEE Int Symp. on PIMRC, vol. 1, pp. B117-B121, 2001
  11. J. E. Gunn, K. S. Barron, W Ruczczyk, 'A low power DSP core based software radio architec ture,' IEEE Jour. Selected Areas in Commun., vol. 17, no. 4, pp. 574-590, April 1999 https://doi.org/10.1109/49.761037
  12. Analog Devices: AD6644, 14-bit 40Msps/65 Msps A/D converter
  13. 장민용. 임성빈. 김종훈. '다중 대역 CDMA 신호에 대한 대영통과 표본화의 적용,' 2001년 제14회 신호처리합동학술대회 논문집, pp. 583-586, 2001
  14. Xilinx Logic Core: Direct Digital Synthesizer (DDS) V4.1, March 2002
  15. 3GPP, TechnlcaI specification group radio access networks', UTRA (BS) FDD: Radio transmission and reception, 3GPP TS 25.104, v3.5.0, Dec. 2000
  16. M. E. Frerking, Digital signal processing in communication systems, Van Nostrand Reinhold New York, 1994
  17. K. Kim, S. Im, C. Kim, 'A novel digital automatic gain control for a WCDMA receiver,' Proc. ITC-CSCC. vol. 2, pp. 1358-1361, Phuket Thailand, July 2002
  18. R. Crochiere, L. R. Rabiner Multirate digital signal processing, Prentice-Hall, New Jersey, 1983
  19. 김종훈. 신요안. 임성빈. 이원철. 이승희. 정준. '다중 CDMA 신호를 위한 SDR 기반의 디지털 채널화기/역채널화기의 구현,' 대한전자공학회지, 제27권, 제 4호. pp. 60-71, 2000년 4월
  20. S. Im, W. Lee, C. Kim, Y. Shin, S. H. Lee, and J. Chung, 'Implementation of SDR based digital IF channelizer/ de channelizer for multiple CDMA signals,' IEICE Trans. Commun., vol. E83-B, no. 6, pp. 1282-1289, June 2000
  21. 이선익, 이원철, '2세대/3세대 혼용 디지털 채널화기,' 하계 전자공학회 합동학술대회 논문집, 25권, 1호, pp. 141-144. 2002년 6월
  22. E. B. Hogenauser, 'An economical class of digital filters for decimation and interpolation,' IEEE Trans. on Acoust. Speech Signal Processing, vol. ASSP-29, no. 2, pp. 155-162, April 1981 https://doi.org/10.1109/TASSP.1981.1163535
  23. A. Kwentus, Z. Jiang, A. N. Willson Jr., 'Application of filter sharpening to cascaded integrator comb decima tion filters,' IEEE Trans. on Signal Processing, vol 45, no. 2, pp. 457-467 Feb. 1997 https://doi.org/10.1109/78.554309
  24. D. Cox, 'Linear amplification with nonlinear components,' IEEE Trans. on Commun., vol. COM-22, pp. 1942-1945, Dec. 1974 https://doi.org/10.1109/TCOM.1974.1092141
  25. N. A. D'Andrea, V. Lottici, R. Reggiannini. 'A digital approach to efficient RF power amplifier linearization,' IEEE Trans. on Commun.. vol. 44, no. 11, pp. 1476-1484, Nov. 1996
  26. Wright. Duller, 'Experimental performance of an adaptive digital linearized power amplifier,' IEEE Trans. on Vehicular Tech., vol. 41, no. 4, Nov. 1992
  27. B. A. Sharp, P. A. Warr, R. J. Wilkins McGeehan, 'The design of an analog front end for a multi role radio,' IEEE MILCOM 98, vol. 1, pp. 302-306, 1998
  28. P. A. Warr, P. B. Kenington, M. A. Beach, 'Feed forward linearization in high dunamic range receiver,' Proc. ACTS Mobile Commun. Summit, pp. 839-844. Oct. 1997
  29. F. Zavosh, et al., 'Digital predis tortion techniques for RF power amplifiers with CDMA applications.'Microwave Journal Oct. 1999
  30. 최종희. 신요안. 'OFEM 시스템을 위한 Look Up Tabel 기반의 적응 사전 왜곡기,' 2001년도 한국통신학회 추계학술대회 논문집, pp. 45-48 2001년 11월
  31. 김형호, 임성빈, 김종훈, 임성빈, '이동통신용 고출력 증폭기를 위한 적응 사전왜곡기의 설계,' 2000년도 제 13회 신호처리합동학술대회 논문집, 제13권 1호, pp. 573-576, 2000년 9월