A Digital Up-Down Conversion for Wibro Repeater using IIR Filters having Almost Linear Phase Response

유사 선형 위상 특성을 갖는 IIR 필터군을 이용한 Wibro용 디지털 상하향 변환 연구

  • 장형민 (숭실대학교 정보통신전자공학부 통신 및 신호처리연구실) ;
  • 이원철 (숭실대학교 정보통신전자공학부 통신 및 신호처리연구실)
  • Published : 2009.02.28

Abstract

The repeater for wireless broadband internet (Wibro) system using OFDM demands the short processing delay to eliminate inter-symbol interference resulted from the time delay greater than the guard time. Towards this, the total system delay of repeater is expected to be minimized as possible as it can without distorting signal quality. In general, the FIR-type of filter is commonly deployed as a channelization filter, but due to its large amount of coefficients for producing prerequisite filter response the excessive large time delay occurs. To withstand this problem, the paper proposes the method for designing IIR filter whose response almost identical to that of the original filter. Moreover, in order to linearize the phase response of the designed IIR filter, this paper also introduce the way of designing the all-pass filter to be cascaded works for linearizing phase response of the channelization as well as the de-channelization filter. To achieve the further improvement in linearization of the phase response and reduction of the overall complexity, this paper tries to transform the integrated IIR filter group into the structure in polyphase style. The computer simulation verifies that the integrated IIR filter group designed in this paper reveals the relatively short processing delay without harming the acceptible signal quality.

OFDM 방식을 사용하는 Wibro(Wireless Broadband Internet) 시스템의 중계 과정에서 발생하는 지연 시간을 최소화하여 복조 과정에서 고려될 수 있는 심볼간 간섭 발생을 방지하기 위해 Wibro용 디지털 상하향 변환 과정의 전체 처리 지연 시간을 최소화하기 위한 방안이 필수적이다. 특히 디지털 처리단에서 적용되는 채널화 필터는 일반적으로 FIR 형태로 구성되지만 고도의 필터 특성을 위해 비교적 많은 수의 계수 값들을 요구하며, 이로 인해 과도한 처리 지연 시간을 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 기존 채널화 필터의 크기 응답을 최대한 보존하면서 안정성을 갖는 IIR 필터를 설계하는 방법과 IIR 필터 본연의 비선형적인 위상 특성 보정을 위해 전대역 통과 IIR 필터를 구성하는 기법을 소개하고 이 두 기법을 통합한 IIR 필터군을 제안한다. 또한 IIR 필터군이 갖는 비선형 위상 특성을 좀 더 개선하며, 처리 복잡도를 개선하기 위해 전체 IIR 필터군을 다상 필터 구조로 변환하는 방안을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 IIR 필터군을 적용한 디지털 상하향 변환 구조는 전체 처리 시간을 단축할 수 있을 뿐 아니라 우수한 신호 품질을 유지하게 됨을 시뮬레이션을 통해 입증한다.

Keywords

References

  1. 이종현, 임승각, 'OFDMA 기반 Wibro 중계국에서 루프 간섭 제거 및 적응 등화기를 이용한 성능 개선에 관한 연구,' 전자공학회 논문지,Vol. 43-TC, No.11, pp.141-148, Nov. 2006
  2. 조용수 역, '무선 멀티미디어 통신을 위한 OFDM 기초,' 대영사, 2000.
  3. 이원철, 박운용, '안정성을 갖는 최소 위상 ARMA 시스템 모델링을 이용한 코히어런트 임펄스 통신 수신단 참조 신호 발생기법,' 한국통신학회논문지, Vol.29, No.12C, pp.1606-1616, 2004. 12
  4. Monson H. H., 'Statistical Digital Signal Processing and Modeling,' John Wiley & Sons, INC., 1996
  5. B. Farhang-Boroujeny, S. Nooshfar, "Adaptive Phase Equalization using All-Pass Filters," IEEE Int. Conf. on Comm., 23-26 June 1991, pp.1403-1407, Vol.3.
  6. R. E. Crochiere, L. R. Rabiner, 'Multirate Digital Signal Processing,' Prentice-Hall, pp.79-88, 1983
  7. Song Ju Bin, A. H. M. Islam, 'Distortion of OFDM Signals on Radio-Over-Fiber Links Integrated With an RF Amplifier and Active-Passive Electroabsorption Modulators,' Journal of Lightwave Technology, Vol. 26, No.5, pp.467-477, Mar., 2008 https://doi.org/10.1109/JLT.2007.915213
  8. '휴대인터넷 ICS 중계기 개발 요구사항,' KT 구매전략실, 2007. 3