초록

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본 논문에서는 근거리에 놓여있는 노트북, 휴대폰, PDA, 혜드셋 등 각종 이동 가능한 장치들을 하나의 무선네트워크로 연결할 수 있는 블루투스의 베이스밴드 시스템 프로토콜 기능을 분석하고 설계하였다. 즉, 전체적인 논리 기능구조를 설계한 후 하드웨어로 구현될 패킷생성 블록, HEC와 CRC 기능블륵, Whitening/Dewhitening 기능블록, FEC 기능블록, 입출력 블록(TX, RX 루틴), 클럭 생성 기능블록, 주파수 선별 기능블록, 오디오 기능블록 그리고, 패킷 제어 블록들의 처리절차를 Verilog HDL 코드로 설계 및 검증하였다.

본 논문에서는 근거리에 놓여있는 노트북, 휴대폰, PDA, 혜드셋 등 각종 이동 가능한 장치들을 하나의 무선네트워크로 연결할 수 있는 블루투스의 베이스밴드 시스템 프로토콜 기능을 분석하고 설계하였다. 즉, 전체적인 논리 기능구조를 설계한 후 하드웨어로 구현될 패킷생성 블록, HEC와 CRC 기능블륵, Whitening/Dewhitening 기능블록, FEC 기능블록, 입출력 블록(TX, RX 루틴), 클럭 생성 기능블록, 주파수 선별 기능블록, 오디오 기능블록 그리고, 패킷 제어 블록들의 처리절차를 Verilog HDL 코드로 설계 및 검증하였다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 블루투스는 서로 다른 통신장치들간에 필요한 복잡한 케이블을 대신하여 하나의 무선연결을 가능하게 해주는 시스템이다. 또한 여러 무선시스템 중에서 블루투스가 갖는 저렴한 가격, 적온 전력 소모, 모듈의 소형화 등의 특징에 힘입어 범용성이 높은 차세대 무선통신의 표준으로 자리 잡아가고 았다.

제안 방법

• .HEC와 CRC 기능 블록은 헤더와 페이로드 안에 포함되어 에러와 잘못 전송된 패킷을 검사한다.
• 본 논문에서는 블루투스 베이스밴드 시스템을 Verilog IIDL 로 설계하고 시뮬레이션을 통해 올바른 동작을 검중하였다. 설계된 베이스 밴드 시스템은 크게 클럭 생성 기능블록, 주파수 선별 기능 블록, 패킷 제어 블록, 오디오 기능 블록, 그리고 송신 및 수신을 위한 Whitening/Dewhitening 기능 블록들로 구성되며 ModelSim 툴을 이용하여 검증을 수행하였다
• 본 논문에서는 블루투스 베이스밴드 시스템을 Verilog IIDL 로 설계하고 시뮬레이션을 통해 올바른 동작을 검중하였다. 설계된 베이스 밴드 시스템은 크게 클럭 생성 기능블록, 주파수 선별 기능 블록, 패킷 제어 블록, 오디오 기능 블록, 그리고 송신 및 수신을 위한 Whitening/Dewhitening 기능 블록들로 구성되며 ModelSim 툴을 이용하여 검증을 수행하였다
• 설계된 전체 베이스 밴드 시스템을 검증하기 위해 우선 HEC, CRC, Whitening 등의 세부 기능 블록에 대해서 기능검중을 거친 후 전체 시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 검증 결과 모든 동작이 정상적으로 동작함을 확인하였으며, 향후 본 논문에서 설계한 베이스 밴드 시스템을 FPGA 로 구현할 예정이다.
• 그림 2는 베이스밴드의 전체 블록 도를 나타내었다. 전체 블록도 는 그림에서 보는 바와 같이 크게 패킷생성 블록, HECtHeader Error Check)와 CRCtCyclic Redundancy Check) 기능블록, Whitening/Dewhitening 기능블록, 암호화/복호화 기능 블록, FEC 기능 블록, 입 출력 블록(TX, RX 버퍼), 클럭 생성 기능 블록, 주파수 선별 기능 블록, 오디오 기능 블록 그리고, 패킷 제어 블록들로 구성된다.
• 전체 송수신 절차에 대한 시뮬레이션은 두 개의 블루투스 모듈을 마스터와 슬레이브로 맞물려 놓고, 마스터에서 HEC와 CRC를 거쳐 전송한 패킷과 슬 레이브에서 수신한 패킷을 비교하여 올바른 송수신이 이루어짐을 확인하는 방식으로 수행하였다.

데이터처리

• 설계한 블루투스 시스템의 블록들은 Verilog HDL로 코딩하였으며, ModelSim 툴을 사용하여 시뮬레이션 및 검증을 수행하였다. 시뮬레이션을 통해 검증된 대표적인 주요 기능들은 다음과 같다.

이론/모형

• 5MHz 대역에 79개의 RF 채널을 사용하고, 일본과 스페인, 프랑스는 이보다 더 작은 대역과 23개의 RF 채널만을 사용한다. 채널은 풀 듀플렉스(full duplex) 전송을 하기 위하여 TDD(Time-Division Duplex) 방식올 사용한다. 채널의 슬롯 간격은 625您이고, 패킷의 전송은 보통한 슬롯을 사용하지만 경우에 따라 3개 혹은 5개의 슬롯까지 확장 사용이 가능하다.

후속연구

• 설계된 전체 베이스 밴드 시스템을 검증하기 위해 우선 HEC, CRC, Whitening 등의 세부 기능 블록에 대해서 기능검중을 거친 후 전체 시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 검증 결과 모든 동작이 정상적으로 동작함을 확인하였으며, 향후 본 논문에서 설계한 베이스 밴드 시스템을 FPGA 로 구현할 예정이다.

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