본 논문에서는 소프트웨어 정의 라디오 (SDR: Software-defined Radio)를 활용하여 실시간 동영상 송수신기를 구현하기 위한 접근 방법을 제시한다. 이를 통해 최근 주목받고 있는 개방형 무선 접속망(O-RAN: Open Radio Access Network)을 연구하고 이를 SDR 장치와 개방형 소프트웨어를 통해 구현하고자 하는 연구자들의 접근 문턱을 낮추고 새로운 시각과 통찰력을 제공할 수 있을 것으로 기대한다.
최근 급속한 발전으로 인해 다양해지고 있는 무선 통신 기술들은 각자의 고유한 주파수, 채널 부호화 기법. 변복조 기법을 쓰는 경우가 많다. 이로 인해, 다양한 무선 통신 기술간의 비호환성 문제가 제기되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 기술이 SDR(Software Defined Radio)이다. SDR은 신호 처리(Signal Processing)를 소프트웨어적으로 구현하는 것이다. 이러한 SDR 기술은 하나의 하드웨어를 이용해서 설러 무선 통신 기술들을 이용할 수 있게 한다. 현재 대부분의 SDR의 연구는 재구성 가능한 하드웨어 로직과 코어 프레임워크인 SCA(Software Communication Architecture)로 초점이 맞추어지고 있다 하지만 SDR 시스템의 특성을 고려했을 때, 실시간성(Real-Time)과 유연성(Flexibility), 재구성(Reconfigurability)을 위한 기능을 추가하기 위해 이에 적합한 운영체제의 연구가 필요하다. 본 논문에서는 휴대 기기에서의 SDR 시스템에 대해 간략히 알아보고 이를 위한 운영체제의 요구사항을 설명하여 그에 적합한 운영체제의 구조와 재구성 기법을 설명한다.
범용 컴퓨팅 기반 SDR (Software Defined Radio) 시스템은 높은 개발 효율성, 소프트웨어 호환성, 범용 프로세서 사용에 따른 가격대비 성능의 혜택 등의 장점을 갖는다. 본 논문은 인텔 펜티엄 프로세서 및 리눅스로 운용되는 범용 컴퓨팅 플랫폼에서 동작하는 SDR 방식의 무선전화기 겸 워키토키 시스템의 설계 및 구현을 다룬다. 이를 위해 RF 전단부 하드웨어를 개발하여 오픈 소스로 진행 중인 GNU radio 미들웨어와 연동되도록 하였으며 그 위에 변조/복조 소프트웨어 모듈을 개발하였다. 실험 결과, 기존 900 MHz 상용 무선전화기와 호환되며 동시에 FM 워키토키를 지원하는 범용 컴퓨팅 플랫폼 기반 SDR 소프트웨어를 성공적으로 운용할 수 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 런타임 소프트웨어 재구성 지원, TCP/IP통신 프로토콜과의 효율적인 연동 등은 향후 개선을 위한 연구가 이루어져야 할 것으로 파악되었다.
IMT2000다음으로 개방형 구조를 갖는 차세대 통신 시스템(SDR: Software Defined Radio)에 적용할 수 있는 정보보안 메커니즘으로 블록암호화 알고리즘인 'SEEO'를 구현하였다. SDR의 플랫폼은 주로 프로그래머블(Progammable)한 FPGA가 DSP가 주를 이루는데. 본 논문은 이러한 SDR 시스템 대상으로 적용할 수 있는, 한국형 블록 암호 알고리즘인 'SEED'를 DSP, FPGA로 구현하고 성능비교. 분석을 통하여 효과적이고 합리적인 SDR 암호화 모듈 구현의 방향을 모색해 보았다.
In this paper, a Software Defined Radio (SDR) architecture was designed and implemented for rapid prototyping of GNSS receiver. The proposed SDR can receive various GNSS and direct sequence spread spectrum (DSSS) signals without software modification by expanded input parameters containing information of the desired signal. Input parameters include code information, center frequency, message format, etc. To receive various signal by parameter controlling, a correlator, a data bit extractor and a receiver channel were designed considering the expanded input parameters. In navigation signal processing, pseudorange was measured based on Coordinated Universal Time (UTC) and appropriate navigation message decoder was selected by message format of input parameter so that receiver position can be calculated even if SDR is set up various GNSS combination. To validate the proposed SDR, the software was implemented using C++, CUDA C based on GPU and USRP. Experimentation has confirmed that changing the input parameters allows GPS, GLONASS, and BDS satellite signals to be received. The precision of the position from implemented SDR were measured below 5 m (Circular Error Probability; CEP) for all scenarios. This means that the implemented SDR operated normally. The implemented SDR will be used in a variety of fields by allowing prototyping of various GNSS signal only by changing input parameters.
This paper presents an implementation method using NDK (Network Developer's Kit) of GNU (GNU is Not Unix) Radio and Multicore DSP (Digital Signal Processor) to implement LTE (Long Term Evolution) SDR (Software Defined Radio) Platform. In order to satisfy 1.4MHz, 3MHz, 5MHz and 10MHz of the bandwidth supported by LTE, USRP (Universal Software Radio Peripheral) X series which is an RF (Radio Frequency) transceiver of Ettus Research was used. To control this, GNU Radio which is an open source software radio toolkit was used. We also used NDK from TI (Texas Instruments) DSP to transfer data between USRP and DSP. Experimental results show throughput results according to each bandwidth, thus confirming the feasibility of implementing LTE SDR Platform using GNU Radio and NDK of TI DSP.
본 논문은 SDR(Software-Defined Radio) 송수신기의 운용 소프트웨어 품질평가를 위한 평가 척도를 제시하고 평가를 자동화할 수 있는 평가 소프트웨어 개발에 대해 설명한다. SDR 운용 소프트웨어는 하드웨어에 종속적인 동작을 하기 때문에 이에 맞는 평가 척도를 도출하기 위하여 동작 환경 및 운영 분야와 동작 방식에 근거한 품질평가 요구사항을 추출하였다. 도출된 평가 척도를 이용한 품질평가의 자동화를 위하여 평가 소프트웨어를 C#언어와 MySQL 데이터베이스를 이용하여 개발하였다. 평가 소프트웨어는 데이터베이스를 이용하여 평가 요소를 입력 또는 갱신할 수 있으며 스크립트를 이용한 자동 평가 기능이 있으며 평가 결과의 시각적 표현이 가능하도록 개발되었다. 도출된 평가 척도와 평가 소프트웨어를 사용하여 파악된 소프트웨어 품질 향상을 위한 개선점은 고품질 SDR 운용 소프트웨어 개발에 유용하게 사용되고 있다.
In this paper, we present an implementation of Long Term Evolution (LTE) Uplink (UL) system on a Software Defined Radio (SDR) platform using a conventional Personal Computer (PC), which adopts Graphic Processing Units (GPU) and Universal Software Radio Peripheral2 (USRP2) with URSP Hardware Driver (UHD) for SDR software modem and Radio Frequency (RF) transceiver, respectively. We have adopted UHD because UHD provides flexibility in the design of transceiver chain. Also, Cognitive Radio (CR) engine have been implemented by using libraries from UHD. Meanwhile, we have implemented the software modem in our system on GPU which is suitable for parallel computing due to its powerful Arithmetic and Logic Units (ALUs). From our experiment tests, we have measured the total processing time for a single frame of both transmit and receive LTE UL data to find that it takes about 5.00ms and 6.78ms for transmit and receive, respectively. It particularly means that the implemented system is capable of real-time processing of all the baseband signal processing algorithms required for LTE UL system.
Frequency hopping (FH) is a common characteristic of a wide variety of communication systems. On the other hand, software-defined radio (SDR) is an increasingly utilized technology for implementing modern communication systems. The main challenge when trying to realize an SDR FH system is the frequency tuning time, that is, the higher the hopping rate, the lower the required frequency tuning time. In this paper, significant universal hardware driver tuning options (within GNU Radio software) are investigated to discover the tuning option that gives the minimum frequency tuning time. This paper proposes an improved SDR frequency tuning algorithm for the generation of a target signal (with a given target frequency). The proposed algorithm aims to improve the frequency tuning time without any frequency deviation, thus allowing the realization of modern communication systems with higher FH rates. Moreover, it presents the design and implementation of an original GNU Radio Companion block that utilizes the proposed algorithm. The target SDR platform is that of the Universal Software Radio Peripheral USRP-N210 paired with the RFX2400 daughter board. Our results show that the proposed algorithm achieves higher hopping rates of up to 5,000 hops/second.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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