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GNU Radio와 TI DSP의 NDK를 이용한 LTE SDR 플랫폼 구현
Implementation of SDR Platform for LTE using GNU Radio and NDK of TI DSP 원문보기

디지털산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Society of Digital Industry and Information Management, v.14 no.4, 2018년, pp.93 - 99  

진화종 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) ,  김대진 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) ,  최승원 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

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...

주제어

#GNU Radio   #NDK   #LTE   #SDR   #DSP  

표/그림 (7)

AI 본문요약
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문제 정의

  • GRC를 통해 GNU Radio에서 파이썬이나 C++로 새로운 플로우 그래프를 만들거나 수정하여 컴파일을 하면, 새롭게 생성되거나 수정된 플로우 그래프를 GRC의 GUI 블록으로써 사용자에게 제공할 수 있다[8]. 본 논문에서는 GUI 기반의 GRC를 사용하여 대역폭, 안테나 이득, 중심 주파수, 샘플링 레이트 등의 USRP를 제어하기 위한 파라미터를 GUI 기반의 GRC를 사용하여 송수신기를 제어했다. 본 구현에서는 GNU Radio v3.
  • 본 논문에서는 RF (Radio Frequency) 송/수신을 위한 USRP (Universal Software Radio Peripheral)와 모뎀 프로세싱을 위한 DSP로 구성 된 LTE (Long Term Evolution) SDR 플랫폼을 제안 한다. 이 때, DSP와 USRP 간의 데이터 송/수신을 위한 인터페이스는 1 GigE (Gigabit Ethernet) 인터페이스와 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)를 사용하였다.
  • 본 논문은 LTE SDR 플랫폼에서 GNU Radio와 TIDSP의 NDK에서 제공하는 TCP/IP를 사용하여 15MHz와 20MHz를 제외한 나머지 LTE 대역폭에 대한 처리량을 보여주었다. 실험 결과를 통해 1 GigE인터페이스에서 LTE SDR 플랫폼 구현 가능성을 확인할 수 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 논문에서 제안한 LTE (Long Term Evolution) SDR 플랫폼은 무엇으로 구성되는가? 본 논문에서는 RF (Radio Frequency) 송/수신을 위한 USRP (Universal Software Radio Peripheral)와 모뎀 프로세싱을 위한 DSP로 구성 된 LTE (Long Term Evolution) SDR 플랫폼을 제안 한다. 이 때, DSP와 USRP 간의 데이터 송/수신을 위한 인터페이스는 1 GigE (Gigabit Ethernet) 인터페이스와 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)를 사용하였다.
SDR 플랫폼에서의 모뎀 프로세싱을 위한 프로세서 중 GPU, FPGA의 장단점은? SDR 플랫폼에서의 모뎀 프로세싱을 위해 GPU(Graphics Processing Unit), FPGA (Field Programmable Gate Array), DSP (Digital Signal Processor) 등의 많은 프로세서가 사용되어 왔다[3, 4, 5]. GPU는 많은 코어를 가지고 있어 병렬 처리에는 용이하나 전력 소모가 많고 순차적인 연산에는 취약한 단점이 있다. 또한 FPGA는 사용자가 원하는 논리회로를 직접적으로 프로그래밍이 가능하다는 장점이 있으나 설계와 검증 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 하지만 본 논문에서 SDR 플랫폼의 모뎀 프로세싱을 위해 사용하는 멀티코어 DSP는 여러 코어를 이용한 병렬 처리가 가능하며, 순차적인 연산에 최적화되어 있다.
SDR 기술은 무엇인가? SDR (Software Defined Radio)기술은 무선 이동통신 시스템에서 기존의 하드웨어로 구성된 부분을 하드웨어의 교체 없이 모듈화 된 소프트웨어의 재구성만으로 진화하는 통신 및 서비스 기능 등을 지원하는 기술이다[1, 2]. SDR 기술을 사용하여 하드웨어 교체 없이 소프트웨어의 재구성만으로 다양한 서비스를 제공함으로써, 통신 사업자는 비용의 효율적 운용뿐만 아니라 사용자 개개인의 특성에 최적화 된 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있다[1].
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참고문헌 (16)

  1. 황경호.조동호, "Software Defined Radio 기술," Telecommunications Review, 제10권, 제1호, 2000, pp. 130-143. 

  2. 최진성, "차세대 단말기를 위한 SDR 기반의 통신 모뎀 구조 TREND," TTA저널, 제102호, 2005, pp. 135-141. 

  3. 박종근.최승원, "GPU를 이용한 TDD LTE MU-MIMO 시스템에서의 재전송 구현," 디지털산업정보학회 논문지, 제13권, 제2호, 2017, pp. 35-42. 

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  4. 곽경훈.신봉득.박동욱.어윤성.오혁준, "USRP RIO SDR을 이용한 5G 밀리미터파LTE-TDD HD 비디오 스트리밍 시스템 설계 및 구현," 한국전자파학회논문지, 제27권, 제5호, 2016, pp. 445-453. 

    원문보기 상세보기

  5. Jaeho Lee, Heungseop Ahn, Daejin Kim, Seungwon Choi, Ildo Jung, Jehoon Oh,"Implementation of an SDR-based LTE Base-station System with a Novel Interface between USRP and Multicore DSP," ICCE-Asia 2018, 2018.06. 

  6. Texas Instruments, http://www.ti.com/ko-kr/processors/digital-signal-processors/overview.html 

  7. Texas Instruments, http://www.ti.com/product/tms320c6670 

  8. Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Radio 

  9. Texas Instruments, "TI Network Developer's Kit (NDK) v2.25 User's Guide", Jan. 2011. 

  10. Ettus Research, https://kb.ettus.com/X300/X310 

  11. Ettus Research, http://files.ettus.com/manual/page_usrp_x3x0.html 

  12. Ettus Research, https://www.ettus.com/product/details/SBX120 

  13. Ettus Research, https://kb.ettus.com/UHD 

  14. Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/OSI_model 

  15. 3GPP TR 36.881, "Study on latency reduction techniques for LTE" 

  16. 이승학.김경훈.안치영.최승원, "GPU를 이용한 SDR 시스템 용 LTE MIMO 기지국 기능 구현," 디지털산업정보학회 논문지, 제8권, 제4호, 2012, pp. 91-98. 

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