일반기술

무선 멀티미디어용 고속모뎀 ASIC 칩

본 연구에서는 무선 LAN(Local Area Network) 시스템을 위한 고속의 기저대역 모뎀 ASIC 아키텍쳐를 제안한다. 무선 LAN 표준안인 IEEE 802.11에서는 물리계층의 규격으로 직접대역확산(DSSS), 주파수도약확산(FHSS), 적외선(Infrared)의 세 가지 규격을 권고하고 있다. 이 중 직접대역확산 방식은 타 시스템에 간섭 영향이 적으며 ISM 무면허 대역을 사용하는 장점이 있으나 하나의 심볼을 보통 11-칩의 의사잡음부호로 나누어 처리하여야 하므로 데이타 전송속도가 낮아지는 단점이 있다. 따라서 IEEE 802.11에서는 DBPSK 변조방식으로 1 Mbps, DQPSK 변조 방식으로 2 Mbps의 전송속도를 권고하고 있다. 그러나 영상 신호를 포함하는 멀티미디어 데이타를 전송하기에는 그 전송속도가 부족하다. 적접대역확산 방식의 모뎀 수신기에서 데이타 처리속도를 제한하는 요소는 심볼 단위로 샘플링 되기전에 칩 전송속도에 두배로 샘플링 되는 ADC의 출력 샘플을 집적 처리하는 정합 필터와 타이밍 복구회로이다. 본 연구에서는 새로운 구조의 정합필터와 타이밍 복구회로를 설계하여 IEEE 802.11 직접대역확산 방식의 규격을 만족하면서 최대 전송속도가 8 Mbps인 고속의 무선 LAN용 모뎀 ASIC 아키텍쳐를 설계하였다. 본 연구에서 설계한 모뎀 아키텍쳐는 통신용 CAD 툴인 SPWTM을 이용하여 모델링하고 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널 환경과 반송파 주파수 옵셋에 대한 시뮬레이션을 수행하여 알고리즘 타당성을 검증하였으며 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)로 모델링하고 SYNOPSYSTM를 이용하여 기능검증을 수행한 후 논리합성과 타이밍 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 본 연구에서 설계된 모뎀 아키텍쳐는 AWGN 채널 환경에서 신호대 잡음비(Eb/No)가 13 dB 일때 5.63x10-6의 오류확률을 가지며 심볼 전송속도의 최대 12%의 주파수 옵셋과 최대 10,000 ppm의 클럭 옵셋이 있는 환경에서 복조가 가능하였다. 또한 논리합성 결과 88 MHz의 동작 주파수에서 DQPSK 복조시 8 Mbps의 전송속도를 확인하였다. 추후 MAC(Medium Access Control) 인터페이스를 위한 레지스터 및 제어 블럭 설계하여 추가할 계획이다.