CDMA/TDMA 기반 무선 원격계측 시스템용 모뎀의 VLSI 구조 설계

A VLSI Architecture Design of CDMA/TDMA Modem Chipsets for Wireless Telemetry Systems

  • 발행 : 2004.05.01

초록

본 논문에서는 CDMA 및 TDMA 기술을 기반으로 하는 무선 원격계측 시스템용 모뎀에 적합한 최적 하드웨어 구조 및 VLSI 설계에 대해서 제시한다. 무선 원격계측 시스템은 계측이 필요한 다수의 지점에 소형 무선계측기(RT: Remote Terminal)를 설치하고, 설치된 무선계측기로부터 계측데이터를 무선으로 수집하기 위해 제안된 시스템이다. 무선 원격계측 시스템은 계측데이터를 전송하기 위한 다수의 RT와 RT로부터 데이터를 수집하는 1개의 CU(Central Unit)로 구성된다. 본 논문에서는 이러한 RT와 CU용 모뎀에 적합한 최적 하드웨어 구조를 제안하였고, 제안된 구조를 Verilog HDL로 설계 및 검증하였다. Verilog HDL로 설계된 모뎀은 Synopsys/sup TM/툴을 이용하여 게이트 수준으로 합성되었고, 합성결과 RT 및 CU용 모뎀은 0.6㎛ 공정에서 각각 약 27K 게이트와 222K 게이트의 하드웨어 복잡도를 가졌다. 제안된 모뎀은 Altera/sup TM/ FPGA로 구현 및 검증되었다.

In this paper, we present the architecture design of CDMA/TDMA modem chipset for wireless telemetry system. The wireless telemetry system a measuring data collecting system from many RTs(Remote Terminal) installed at the specific area using wireless communication technology. It consists of CU single CU (Central Unit) for collecting data and a large amount of RTs for transmitting the measuring data. We propose the hardware architecture of the modem for RT and CU. We also design those modem using Verilog HDL and synthesis them using Synopsys$^{TM}$ CAD tool. The modem of RT is implemented with 27K gates and that of CU is implemented around 220k gates using 0.6${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS standard cell. The proposed system is implemented and tested using Altera$^{TM}$ FPGA.PGA.

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참고문헌

  1. GE Medical Systems web page: http://www.gemedicalsystems.com
  2. 삼성 멀티미디어 http://www.ssmm.co.kr
  3. 'Specification of the Bluetooth System,' v0.8 Jan 1999
  4. Tsukahara, T.; Yamada, J., '3 to 5 GHz quadrature modulator and demodulator using a wideband frequency-doubling phase shifter,' Solid-State Circuits Conference, 2000. Digest of Technical Papers. ISSCC. 2000 IEEE International, pp. 384 - 471, 2000 https://doi.org/10.1109/ISSCC.2000.839826
  5. K.S Gilhousen, et al.,' On the capacity of a cellular CDMA systems,' IEEE trans. On Vehicular Tech., Vol 40, No.2, pp. 303-312, 1991.5 https://doi.org/10.1109/25.289411
  6. Seongjoo Lee and Jaeseok Kim, 'Effect of multiple threshold values for PN code acquisition in DS-CDMA systems,' IEE Electronics Letters, Vol.37, No.6, pp. 363-365, 2001.3 https://doi.org/10.1049/el:20010229
  7. Wonjae Lee, Seongjoo Lee, Jaseseok Kim, gunhee Han, Yonsei Univ., Hwang Lee, Zethos Cooperation, Korea, 'Wireless Telemetry Systems based on CDMA and TDMA Technologies,' CIC2001, pp,198, 2001. 11
  8. Andreas Polydoros, Charles L. Weber, ' A Unified approach to serial search spread-spectrum code acquisition - Part I and Part II', IEEE Transaction on Communications, Vol. COM-32, No. 5, May 1984
  9. Tao Lang, Xiao Hua Chen, 'Comparison of correlation parameters of binary codes for DS/CDMA systems', Singapore ICCS '94 https://doi.org/10.1109/ICCS.1994.474316
  10. Seongjoo Lee, Jaeseok Kim, 'Mathematical model and performance analysis of an improved hybrid code acquisition algorithm in DS-SS systems', Proceedings of IEEE Region 10 Conference, Vol. 1, 1999 pp. 565 - 568., 1999 https://doi.org/10.1109/TENCON.1999.818477
  11. A. Peled and A. Ruiz, 'Frequency Domain Data Transmission using Reduced Computational Complex algorithms', ICASP80, pp.964-967. 1980
  12. 공명석, 배성일, 김재석, '사양변수를 이용한 비터비복호기의 자동설계', 전자공학회논문지, 36권, C편 제1호, pp 1-10, 1999. 1
  13. Seongjoo Lee, Sangyun Hwang, and Jaeseok Kim, 'An Low-complexity Architecture of Rake Receiver for Multi-code CDMA system,' IEE Electronics Letters, Vol. 34, No. 14, pp. 1382-1384, 9th 1998. 7 https://doi.org/10.1049/el:19980990
  14. Seongjoo Lee, Janghee Lee, and Jaeseok Kim, 'Design of PN Code Acquisition System with a Shared Architecture for CDMA PCS Mobile Station,' ITC-CSCC'98, pp 1333-1336, 1998. 7