USRP와 멀티코어 DSP 간의 새로운 인터페이스를 갖춘 SDR 기반 LTE 시스템 구현

Abstract

SDR(Software Defined Radio) 기반의 LTE(Long Term Evolution) 플랫폼 구현을 위해 RF(Radio Frequency) 송수신기로 USRP(Universal Software Radio Peripheral)를, 모뎀 프로세싱을 위해 Multicore DSP(Digital Signal Processor)를 사용한다. RF 송수신기로 사용되는 USRP는 RF 관련 파라미터를 제어하기 위해 오픈소스 기반의 툴킷(toolkit)인 GRC(GNU Radio Companion)를 사용하는데, Multicore DSP와 USRP가 직접적으로 연결된 상태에서 GRC 등 으로 송수신기를 제어하기 위해서는 Multicore DSP의 코어가 GRC 등의 송수신기 제어 소프트웨어를 실행시켜야 한다. 그러나 Multicore DSP의 코어가 USRP제어 관련 소프트웨어인 GRC를 동작하면, Multicore DSP의 코어들을 모뎀 처리 장치로 충분히 활용할 수 없어 Multicore DSP의 최대 성능을 발휘할 수 없다. 이에 따라 본 논문에서는 Multicore DSP와 USRP를 이용하여 SDR 기반 LTE 플랫폼을 구현하는데 있어, 송수신기 제어에 의한 Multicore DSP의 성능 저하를 막기 위해 USRP와 DSP 사이에 GPP(General Purpose Processor)를 두는 USRP, GPP, DSP간의 인터페이스 구축 방법을 제안한다. 이때 GPP는 GRC를 통한 USRP의 RF 관련 파라미터를 변경하는 송수신기 제어역할과 USRP로부터 받은 기저대역 신호를 Multicore DSP에 전달하는 relay 역할을 한다. 제안하는 방법의 실현 가능성을 확인하기 위해 LTE에서 지원하는 대역폭인 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz의 one subframe에 해당하는 데이터양의 전달 시간을 측정하였다. 그 결과 각 BW(BandWidth) configuration에 대해 one subframe에 해당하는 데이터를 전달하는데 걸리는 시간이 LTE의 TTI(Transmission Time Interval)인 1ms 이내를 달성함으로써 GPP를 이용한 Multicore DSP와 USRP간의 인터페이스 구축 방법으로 활용할 수 있음을 보였다.