채널 적응형 광대역 모뎀 설계 및 구현

Abstract

최근 초고속 인터넷, HDTV, 3차원 입체 고 선명 TV, 그리고 ATM backbone 망 등과 같은 광대역 통신의 요구가 빠른 속도로 증가하고 있다. 따라서 무선망을 통한 광대역 데이터를 전송하기 위해 Ka 대역 주파수의 사용이 요구된다. 그런데 Ka 대역 주파수를 사용하면 강우에 의한 페이딩이나 대기손실에 의해 수신 데이터의 성능이 심각하게 영향을 받는다. 따라서 채널환경에 의한 성능 감소를 극복하기 위해 적응형 모뎀이 요구된다. 본 논문에서는 채널환경을 극복하는 155Mbps급 적응형 모뎀의 구조를 제시하고 설계한다. Ka 대역의 무선통신 채널에 대한 강우감쇠를 보상하기 위해 다양한 부호 율을 갖는 적응형 부호화 기법 및 TC-8PSK, QPSK, BPSK와 같은 다중 변조기법을 채택한다. 또한 본 논문에서는 다중 복조기에서 변조방식의 정보 없이 복조하기 위한 블라인드 복조방법을 제안하고, 빠른 위상모호성 해결 방법을 제안하며, SPW모델에 의해 적응형 모뎀의 설계와 시뮬레이션 결과를 제시한다. 본 155Mbps급 적응형 Modem은 <TEX>$0.25\mu{m}$</TEX> CMOS 표준 셀 기술과 95만 게이트로 설계하고 구현하였다. Recently, the demand of broadband communications such as high-speed internet, HDTV, 3D-HDTV and ATM backbone network has been increased drastically. For transmitting the broad-bandwidth data using wireless network, it is needed to use ka-band frequency. However, the use of this ka-band frequency is seriously affected to the received data performance by rain fading and atmospheric propagation loss at the Ka-band satellite communication link. So, we need adaptive MODEM to endure the degraded performance by channel environment. In this paper, we will present the structure and design of the 155Mbps adaptive Modem adaptively compensated against channel environment. In order to compensate the rain attenuation over the ka-band wireless channel link, the adaptive coding schemes with variable coding rates and the multiple modulation schemes such as trellis coded 8-PSK, QPSK, and BPSK are adopted. And the blind demodulation scheme is proposed to demodulate without Information of modulation mode at the multi-mode demodulator, and the fast phase ambiguity resolving scheme is proposed. The design and simulation results of adaptive Modem by SPW model are provided. This 155Mbps adaptive MODEM was designed and implemented by single ASIC chip with the <TEX>$0.25\mu{m}$</TEX> CMOS standard cell technology and 950 thousand gates.