IEEE802.11a WLAN/802.16a WMAN 이중모드 Baseband Modem의 실시간 FPGA 구현

Abstract

본 논문에서는 IEEE 802.11a 와 IEEE 802.16a 물리계층의 표준에 따라 기저대역의 모뎀을 설계하고 FPGA로 구현 하였다. 하드웨어 플랫폼은 DSP와 FPGA등을 이용하여 기저대역의 통신 알고리즘의 동작이 가능하며, DSP를 이용하지 않고 FPGA만을 이용하여 동작이 가능하도록 구현하였다. FPGA Modem에서 OFDM Modulation 및 Mappping/Demapping 부분은 VHDL의 Generic/Generate 문법을 이용하여 개방형 구조로 제작하였으며, BER/Bit Simulation을 통하여 성능 평가 및 FPGA에서 수정이 가능하도록 제작되었다. IEEE 802.11a 와 IEEE 802.16a에서 FEC(Forward Error Correction) 부분은 Viterbi Decoder 및 Reed Solomon Code로 구성되어 있으며, 본 논문에서는 실제적인 구현 방법 및 성능 개선 알고리즘, 타 논문과의 성능평가 및 IEEE 802.11a 와 IEEE 802.16a의 동작 변환에 대하여 상술하였다. 제작된 IEEE 802.11a WLAN/802.16a WMAN 이중모드 Baseband Modem은 채널 환경에 따라 802.11a 8종류, 802.16a 6종류, 전체 14가지의 data-rate를 지원하며, 표준안에 따른 전송속도를 가진다. 모뎀은 Altera Stratix2 FPGA에서 VHDL을 이용하여 설계하였으며, ModelSim 6.0을 이용한 Functional Simulation과 Quartus 5.0을 이용한 Timing Simulation을 통하여 동작을 검증하였다.; In this paper, I designed baseband modem according to of IEEE 802.11a and IEEE 802.16a PHY Layer standard and implemented with FPGA. Baseband Platform carry out communication algorithm for baseband and communication algorithm operation is possible using FPGA without using DSP. OFDM Modulation and Mappping/Demapping components is manufactured by open-end structure using VHDL's Generic/Generate syntax in FPGA Modem. Through, BER/Bit Simulation, performance evaluation is available and application of FPGA Modem is possible. FEC (Forward Error Correction) part is consisted of Viterbi Decoder and Reed Solomon Code in IEEE 802.11a and IEEE 802.16a. In this paper, stated above actual implement method and performance improvement algorithm, performance evaluation with other paper operating conversion of IEEE 802.11a and IEEE 802.16a Implemented IEEE 802.11a WLAN/802.16a WMAN dual mode Baseband Modem supports 802.11a 8 modes and 802.16a 6 modes, according to channel environment. Modem designed using VHDL in Altera Stratix2 FPGA and verified action through functional Simulation with ModelSim 6.0 and timing simulation with Quartus 5.0.