[논문]콘벌루션 부호를 사용한 대역확산 통신시스템의 VHDL 설계

이재성; 정운용; 강병권; 김선형

콘벌루션 부호를 사용한 대역확산 통신시스템의 VHDL 설계
VHDL Design for spread spectrum communication system with convolutional code 원문보기

이재성 (순천향대학교 정보통신공학과) , 정운용 (순천향대학교 정보통신공학과) , 강병권 (순천향대학교 정보통신공학과) , 김선형 (순천향대학교 정보통신공학과)

본 논문에서는 콘벌루션 부호를 사용한 대역확산 방식의 디지틀 통신모뎀을 FPGA를 이용하여 설계 및 검증을 하였다. 대역확산 방식에서의 콘벌루tus부호기(K=3, R=1/2), PN code(128chip) generator와 비터비 디코더를 Xilinx사의 FPGA 디자인 툴인 Xilinx Foundations3.1을 사용하여 VHDL simulation과 timing simulation을 수행하였고, FPGA 회로설계 검증 장비인 EDA-Lab 3000 장비를 사용하여 Xilinx사의 SPARTAN2 2S100PQ208칩에 configuration 한 후 Agilent사의 1681A logic analyzer를 사용하여 설계된 회로의 동작을 검증하였다.

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문제 정의

따라서 디지틀 통신을 위한 시스템의 개발 필요성이 대 두 되고 있다. 본 논문에서는 디지틀통신을 위한 대역 확 산 방식의 통신모뎀 기저 대역 부를 설계, 검증하였다. 송 신부에서는 길쌈부호기 (K 드3, R=l/2) 를 거치고, PN code(128 chip)를 생성하여 데이터에 곱함으로써 대역 확 산하였고, 수신부에서는 송신부에서 사용했던 PN code(128 chip)와 비터비 디코더를 사용하여 역확산 후 source data를 확인하였다.

제안 방법

본 논문에서는 대역 확산 방식으로 제안되고 있는 CDMA 방식의 디지를 통신모뎀의 기저 대역 부를 FPGA를 이용하여 설계 및 검 중 하였다, 송신부에서는 랜덤하게 입릭되는 source data에 길쌈부호기(K=3, R=l/2)를 거치고 PN code(128chip)를 곱하여 대역 확산 시켰고, 수 신부에서는 송신부에서 사용했던 PN code(128chip)와 비터비 디코더롤 사용하여 역확산 후 source data를 확인하였다. 송수신 부의 설계는 Xilinx 사의 FPGA 디자인 룰인 Xilinx Foundational을 사용하여 PN code 발생기, 길쌈부호기, 비터비복호기의 각 블록별 VHDL timing simulation을 수행하였고, FPGA 회로설계 검 중 장비인 EDA-Lab 3000 장비를 사용하여 Xilinx 사의 SPARTAN₂ 2S100PQ208칩에 configuration 한 후 AgiHent사의 1681A logic analyzer를 사용하여 설계된 회로의 동작을 확인하였다.
본 논문에서는 디지틀통신을 위한 대역 확 산 방식의 통신모뎀 기저 대역 부를 설계, 검증하였다. 송 신부에서는 길쌈부호기 (K 드3, R=l/2) 를 거치고, PN code(128 chip)를 생성하여 데이터에 곱함으로써 대역 확 산하였고, 수신부에서는 송신부에서 사용했던 PN code(128 chip)와 비터비 디코더를 사용하여 역확산 후 source data를 확인하였다. 송수 신부 설계는 FPGA 공급 업체인 Xilinx 사의 Foundation3.
송 신부에서는 길쌈부호기 (K 드3, R=l/2) 를 거치고, PN code(128 chip)를 생성하여 데이터에 곱함으로써 대역 확 산하였고, 수신부에서는 송신부에서 사용했던 PN code(128 chip)와 비터비 디코더를 사용하여 역확산 후 source data를 확인하였다. 송수 신부 설계는 FPGA 공급 업체인 Xilinx 사의 Foundation3.1을 사용하여 VHDL 시 믈레이 션 하였고, SPARTAN₂ 2S100PQ208에 confi gurations}^ Agilent사의 1681A logic analyzer을 사용하여 설계된 회로의 동작을 검중하였다.
본 논문에서는 대역 확산 방식으로 제안되고 있는 CDMA 방식의 디지를 통신모뎀의 기저 대역 부를 FPGA를 이용하여 설계 및 검 중 하였다, 송신부에서는 랜덤하게 입릭되는 source data에 길쌈부호기(K=3, R=l/2)를 거치고 PN code(128chip)를 곱하여 대역 확산 시켰고, 수 신부에서는 송신부에서 사용했던 PN code(128chip)와 비터비 디코더롤 사용하여 역확산 후 source data를 확인하였다. 송수신 부의 설계는 Xilinx 사의 FPGA 디자인 룰인 Xilinx Foundational을 사용하여 PN code 발생기, 길쌈부호기, 비터비복호기의 각 블록별 VHDL timing simulation을 수행하였고, FPGA 회로설계 검 중 장비인 EDA-Lab 3000 장비를 사용하여 Xilinx 사의 SPARTAN₂ 2S100PQ208칩에 configuration 한 후 AgiHent사의 1681A logic analyzer를 사용하여 설계된 회로의 동작을 확인하였다. 앞으로 송신부에서 PN code generator을 컨트롤 함으로써 동일한 대역에서의 point-multipoint 통신이 가 능한 근거리 무선 모뎀으로써의 설계가 추후 과제이다.

이론/모형

비터비 복호 알고니듬은 채널을 통하여 수신된 데이터들의 여러 경로를 탐색한 후, n 중에 유사성(likehood) 이 가장 높은 경로를 선택함으로써 선택된 경로의 데이터를 복호 하는 알고리듬으로써 경로 탐색 시에 유사성 이 적은 경로를 제거하고 가장 최적의 유사성을 갖는 경로만을 찾는데 중점을 둔 방식으로, 주로 구속장이 짧은 길쌈부호의 복호 알고리듬으로 사용된다. 본 논문에서는 hamming distances를 이용한 경판 정 (Hard Decision)을 사용하였다. 그림1에서는 trellis도에서 본 비터비 알고리듬 적용 예를 보여주고 있다.

후속연구

송수신 부의 설계는 Xilinx 사의 FPGA 디자인 룰인 Xilinx Foundational을 사용하여 PN code 발생기, 길쌈부호기, 비터비복호기의 각 블록별 VHDL timing simulation을 수행하였고, FPGA 회로설계 검 중 장비인 EDA-Lab 3000 장비를 사용하여 Xilinx 사의 SPARTAN₂ 2S100PQ208칩에 configuration 한 후 AgiHent사의 1681A logic analyzer를 사용하여 설계된 회로의 동작을 확인하였다. 앞으로 송신부에서 PN code generator을 컨트롤 함으로써 동일한 대역에서의 point-multipoint 통신이 가 능한 근거리 무선 모뎀으로써의 설계가 추후 과제이다.

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