본 논문은 동일 대역 전이중 무선 통신 시스템의 구현에 관한 연구이다. 아날로그 RF 영역의 신호는 분리된 안테나를 이용하여 자기간섭 신호 크기를 줄이고, 디지털 영역은 SDR(Software Defined Radio)을 통해 자기간섭 신호를 제거하여 동일 대역 전이중 무선 통신 방식을 구현하였다. USRP X310 장치에 송신단의 안테나와 수신단의 안테나를 각각 사용하였으며, SDR 장치의 송수신단의 이득을 조절하여 수신단의 안테나로 들어오는 자기간섭 신호의 크기와 외부에서 수신하고자 하는 신호의 크기를 -64 dB으로 동일하게 설정하였다. 전이중 무선 통신 성능을 검증하기 위하여 소스데이터는 이미지를 사용하였으며 변조 방식은 OFDM 방식을 사용하였다. 반송파 주파수는 2.67 GHz, 대역폭은 20 MHz인 WiFi 표준 프레임을 사용하였다. 수신 신호에서 자기간섭 신호는 디지털 신호처리로 상쇄하였으며, 최대 34 dB까지 자기간섭 신호를 제거하였다. 자기간섭 신호를 제거하지 않았을 때는 OFDM 복조가 불가능하였다. 하지만 자기간섭 신호 제거량의 크기를 변화시켜가면서 BER을 측정한 결과, 자기간섭 신호를 34 dB 제거한 경우 BER이 $2.63{\times}10^{-5}$로 줄어들었고, 비터비 복호기(Viterbi decoder)를 통과한 결과, 100 Mbit data 송출량 동안 에러가 검출되지 않았다.
We propose a current-mode analog programmable finite-impulse-response (FIR) filter with variable tap circuits. From the circuit simulation, the operation of the 7- tap FIR filter is confirmed. We design and fabricate the 0.0625-step tap circuit using 0.8$\mu\textrm{m}$ CMOS technology. The proposed FIR filter has a variable length of taps and variable coefficients, so it has a potential for being used to software defined radio (SDR) terminals.
본 논문에서는 기존의 기지국과 W-CDMA 시스템을 상호 연동하기 위한 SDR(Software Defined Radio) 기반의 멀티 밴드 디지털 IF 모듈 구현에 대해 소개한다. 하드웨어 플랫폼상에 테스트 및 시험 검증하기 위해서 크게 광대역 ADC, DAC, FPGA로 구성하였으며, FPGA 내에 디지털 필터 및 NCO 등의 응용 소프트웨어는 VHDL로 코딩하였다. 디지털 필터는 FPGA의 허용 자원을 고려하여 인터폴레이션 및 데시메이션을 위한 폴리페이즈 필터 뱅크로 구현하였다. 또한 송신단에서는 이미지 성분을 제거하기 위해 2단의 DCQM(Digital Complex Quadrature Modulation)을 적용하였으며, 이때 적용되는 NCO(Numerically Controlled Oscillator)는 1/4주기의 LUT를 사용하여 설계하였다. 수신단에서는 IF 단에 SAW 필터를 사용하지 않기 때문에 W-CDMA의 블록커 규약에 준하면서 근접 채널을 제거하기 위한 고출력의 감쇄 특성을 갖는 필터를 설계하였다. 본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 스펙트럼 분석기를 통해 측정된 결과를 비교 분석하였으며 이에 대한 디지털 IF 모듈의 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 기존의 기지국과 W-CDMA 시스템을 상호 연동하기 위한 SDR(Software Defined Radio) 기반의 멀티 밴드 디지털 IF 모듈 구현에 대해 소개한다. 하드웨어 플랫폼상에 테스트 및 시험 검증하기 위해서 크게 광대역 ADC, DAC, FPGA로 구성하였으며, FPGA 내에 디지털 필터 및 NCO등의 응용 소프트웨어는 VHDL로 코딩하였다. 디지털 필터는 FPGA의 허용 자원을 고려하여 인터폴레이션 및 데시메이션을 위한 폴리페이즈 필터 뱅크로 구현하였다. 또한 송신단에서는 이미지 성분을 제거하기 위해 2단의 DCQM(Digital Complex Quadrature Modulation)을 적용하였으며, 이때 적용되는 NCO (Numerically Controlled Oscillator)는 1/4주기의 LUT를 사용하여 설계하였다. 수신단에서는 IF 단에 SAW필터를 사용하지 않기 때문에 W-CDMA의 블록커 규약에 준하면서 근접 채널을 제거하기 위한 고출력의 감쇄 특성을 갖는 필터를 설계하였다. 본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 스펙트럼 분석기를 통해 측정된 결과를 비교 분석하였으며 이에 대한 디지털 IF 모듈의 성능을 검증하였다.
본고에서는 SDR 시스템을 구성하는 핵심 부품의 하나인 기저대역 (Baseband) 프로세서의 구조에 대해서 논한다. 무선 통신 시스템의 물리계층 (Physical layer)에서 이루어지는 기저대역 신호처리는ASIC 형태로 구현되는 것이 보통이며 이는 처리량을 최대화하면서 적정한 수준의 전력 소모량을 유지하기 위한 것이다. 그렇지만, 소프트웨어의 변경만으로 여러 무선 통신 규격을 하드웨어 변경 없이 지원하려는 SDR (Software Defined Radio) 시스템에서는 지원해야 하는 통신규격의 수가 많기 때문에 프로그램 가능한 프로세서가 사용되어야 한다. 하지만, 현재까지 개발된 기저대역 프로세서들의 최대 데이터 처리량과소비전력은 상용제품으로는 부족한 것이 현실이다. 이와 같은 기대치와 실제 성능 사이의 격차를 줄이기 위해서 지금도 다양한 형태의 기저대역 프로세서들이 개발되고 있다. 본고에서는 현존하는 기저대역 프로세서들의 특성을 비교 분석한다.
최근 내장형 시스템의 보급과 발전으로 휴대용 기기에서 다양한 애플리케이션들을 이용하고 있다. 특히. 핸드폰과 스마트폰과 같은 정보 통신 기기들은 과거의 전화 기능 외에도 개인 정보 관리 및 게임 등 다양한 기능을 수행한다. 또한 차세대 무선 통신 기술로써 SDR(Software Defined Radio)등의 연구가 이루어지고 있다. 이렇게 소형의 휴대 기기에서 다양한 기능과 서비스를 제공하기 위해서는 시스템의 구조가 동적으로 재구성되어야 할 필요성이 증대되고 있다. SDR 시스템의 경우, 하나의 장치에서 두 개 이상의 신호 처리(Signal Processing) 기법이 소프트웨어적으로 제공되어야 한다. 이러한 유연성(Flexibility) 및 재구성(Reconfigurability)을 요건들을 만족시키는 시스템을 위해서는 운영체제 단계에서 동적인 재구성 기법을 제공해주어야 한다. 본 논문에서는 컴포넌트의 비동기적(Asynchronous) 교체를 이용하여 기존의 동적 재구성 기법의 지연 시간을 줄이는 방법을 설명하며 실험을 통해 그것을 증명하도록 한다.
본 논문에서는 SDR(Software Defined Radio) 시스템을 위한 Digital IF(Intermediate Frequency) Up/Down 변환기를 설계하고 성능을 평가하였다. 설계한 시스템은 AD 변환부, DA 변환부 및 Up-Down conversion 기능을 수행하는 FPGA로 구성된다. AD 변환부는 Analog Device 사의 AD6645를 사용하였으며, DA 변환부는 Analog Device 사의 AD9775를 사용하였다. Up-Down conversion 기능을 수행하는 FPGA부는 샘플된 IF 입력을 혼합기와 NCO에 의해 기저대역(DC)으로 다운 시키는 역할을 하며, 14bit의 기저대역(DC) 신호를 혼합기와 NCO에 의해 IF 출력으로 올려주는 역할을 한다. 이러한 설계는 기존의 아날로그 헤테로다인 방식에 비하여 높은 유연성 및 우수한 성능 향상을 보여준다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제23권2호
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pp.140-146
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2023
With the rapid growth of new users and massive need for very high data rate in 5G communications system, different technologies have been developed and applied to enhance communication efficiency. One of those technologies is the MISO, MISO and MIMO which transmits and receives information with more reliability by using multiple antennas on transmitter or/and receiver side. This paper presents the latest trends in 5G telecommunications system based on software defined radio, A novel low-cost SIMO, MISO and MIMO using flexibility between USRP and Simulink is implemented tested and validated.
This paper outlines the time jitter effect of a sampling clock on a software-defined radio technology-based digital intermediate frequency (IF) transceiver for a mobile communication base station. The implemented digital IF transceiver is reconfigurable to high-speed data packet access (HSDPA) and three bandwidth profiles: 1.75 MHz, 3.5 MHz, and 7 MHz, each incorporating the IEEE 802.16d worldwide interoperability for microwave access (WiMAX) standard. This paper examines the relationship between the signal-to-noise ratio (SNR) characteristics of a digital IF transceiver with an under-sampling scheme and the sampling jitter effect on a multichannel orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) signal. The simulation and experimental results show that the SNR of the OFDM system with narrower band profiles is more susceptible to sampling clock jitter than systems with relatively wider band profiles. Further, for systems with a comparable bandwidth, HSDPA outperforms WiMAX, for example, a 5 dB error vector magnitude improvement at 15 picoseconds time jitter for a bandwidth of WiMAX 3.5 MHz profile.
본 논문에서는 software defined radio(SDR) 등의 디지털 RF/IF(Intermediate Frequency)에 사용되는 CIC 필터의 처짐 현상을 위한 보상 필터를 제안한다. 제안된 보상 필터는 근사적 선형 위상 특성을 가지며, interpolator/decimator의 기저 대역에서 가장 낮은 레이트로 동작하는 2차의 필터이므로 저연산량을 요구하므로 비용 효율적이다. 또한 처짐 현상을 보상하면서도 저지대역에서는 성능 열화가 거의 발생하지 않는다 예제를 통한 설계 및 성능 분석 결과, 제안된 보상 방법을 적용한 통신 시스템에 있어서 성능 향상을 보였고, 기존의 보상 방법과 비교하여 성능 및 메모리 사용량, 연산량에서 우수함을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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