The Journal of the Acoustical Society of Korea (한국음향학회지)

The Acoustical Society of Korea (한국음향학회)
권호 표지

Implementation of a Real-time Multipath Fading Channel Simulator Using a Hybrid DSP-FPGA Architecture

DSP-FPGA 구조를 갖는 다중경로 페이딩 채널 시뮬레이터 구현

  • 이주현 (한양대학교 전자컴퓨터공학부) ;
  • 이찬길 (한양대학교 전자컴퓨터공학부)
  • Published : 2004.01.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The mobile radio channel can be simulated as a complex-valued random process with narrow-band spectrum. This paper describes a real-time implementation of that process using a INS320C6414 digital signal processor and XC2VP30 Virtex FPGA. The simulator presented here is not only a comprehensive model of the flat fading but also frequency selective fading mobile channel conditions. To replicate the statistical characteristics of the multipath fading environment with the minimum computational burden, multi-rate techniques are employed to resolve practical problems such as variable sampling rate. The simulator produces accurate and consistent results due to digital implementation. It is very flexible and simple to program for various field conditions in mobile communications with a graphical user interface.

일반적으로 무선 이동 채널은 협대역 스펙트럼을 갖는 복소 랜덤 프로세스로 모델링된다. 본 논문에서는 TMS320C6414 DSP칩과 XC2VP30 FPGA칩을 사용한 페이딩 신호의 실시간발생에 대해 기술한다. 여기서 제시된 시뮬레이터는 플랫 페이딩 및 주파수 선택성 페이딩 채널의 일반적인 모델로 그 대상으로 하였으며 여러 다양한 채널 왜곡 현상을 모사할 수 있도록 설계되었다. 시뮬레이터는 다음 세가지 기본적인 채널 특성을 포함한다; 레일리 페이딩, log-normal shadowing, 주파수 선택성 페이딩. DSP의 연산부담을 최소로 하면서 이동 채널의 통계 특성을 재현하기 위해 multi-rate신호처리 기법이 사용되었다. 채널 파라미터 값을 변화시키면서 많은 실험을 행하였고, 시뮬레이터에서 실시간 출력된 채널 포락선들의 각 통계 특성이 이론치와 일치됨을 확인했다.

Keywords

References

  1. RF-channel simulators: bring realities challenges to your prototype B.Schweber
  2. Microwave Mobile Communications W.C.Jakes
  3. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques v.49 no.8 Implementation of a real-time frequency-selective RF channel simulator using a hybrid DSP-FPGA architecture Mark A.Wickert;Jeff Papenfuss
  4. Mobile Channel Characteristics James K. Cavers
  5. Wireless Communications Theodore S. Rappaport
  6. IEEE Journal on Selected Areas in Communications v.20 no.3 Experimental analysis of the joint statistical properties of azimuth spread delay spread, and shadow fading Albert Algans;Klaus Ingemann Pedersen
  7. Probability, Random Variables, and Stochastic Process($3^{rd}$ Edition) Athanasions Papoulis
  8. Pdroceedings of the 2002 NASA/DOD Conference on Evolvable Hardware(EH' 02) High-performance cellular automa random number generators for embedded probabilistic computing systems Barry Shackleford;Motoo Tanaka;Richard J. Carter;Greg Snider
  9. Communications, Computers and signal Processing, PACRIM. 2001 IEEE Pacific Rim Conference on v.2 Design and performance analysis of a high speed AWGN communication channel emulator A.Ghazel;E.Boutillon;J.L.Danger;G.Gulak Laamari
  10. IEEE JSAC v.11 no.3 Bit error simulation for DQPSK mobile radio communications using two-ray and measurement-based impulse response models V.Fung;T.S.Rappaport
  11. IEEE Transactions on Communications v.Com-21 no.11 A Multipath Fading Simulator Gaston A. Arredondo;William H. Chriss;Edward H. Walker
  12. Mobile Fading Channels Matthias Patzold