와이브로 스마트 안테나 기지국 시스템을 위한 채널 카드 구현과 성능분석

Abstract

본 논문에서는 DSP, FPGA 등의 디바이스를 기반으로 하여 SDR용 스마트 안테나 시스템의 채널 카드를 구현하였다. SDR(Software Defined Radio) 기술은 공통된 하드웨어 플랫폼에 소프트웨어를 다운로드하여 사용자가 원하는 모드로 재구성이 가능하게 하는 기술이다. 스마트 안테나 기술은 원하는 사용자의 방향으로 전파를 집중시키고 타사용자의 간섭 신호는 저하시켜 송수신함으로써 통신 품질을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로 안테나 배열과 전파 방향을 제어할 수 있는 디지털 신호처리 기술을 복합적으로 활용하여 구현되는 최첨단 빔 형성 기술이다. 채널 카드는 고속 데이터 전송을 위한 차세대 이동통신 방식인 WiBro뿐만 아니라 CDMA, HSDPA 등의 통신 모드를 지원하며, 스마트 안테나 기술이 적용된 기지국 시스템의 핵심인 모뎀 카드로 사용된다. 본 논문에서는 특히 WiBro 기술에 대해 살펴보며, 구현된 채널 카드의 구조를 살피고 Loopback 환경에서의 실험 결과와 PC에서의 시뮬레이션 결과 비교를 통해 성능 검증과 분석을 제시하였다.; In this paper, we implement a SDR Smart Antenna Base Station system. SDR(Software Defined Radio) technology enables a communication system to be reconfigured through software downloads to the flexible hardware platform that is implemented programmable devices such as DSP(Digital Signal Processors) and FPGA(Field Programmable Gate Arrays). The channel card of the presented base station contains PHY(Physical layer) including the baseband MODEM(modulation and demodulation) part with the beam forming functionality. The channel card is designed to support WiBro(Wireless Broadband Portable Internet) utilizing the SDR technology. We first describe the operations and functions required by WiBro. Then we explain a design procedure and hardware implementation of the channel card. We also demonstrate our experimental circumstance to show the performances of WiBro which are compared and verified with computer simulations. The channel card of the smart antenna system shows a tremendous performance in terms of communication capacities and cell coverage.