본 논문에서는 다년간에 걸쳐 진행되었던 WCDMA(UMTS) 기지국 모뎀 개발을 위한 상위 레벨 설계 및 설계에 적용된 기저대역 동기 알고리즘에 대한 분석과 고정 소수점 설계를 통한 성능 평가 결과를 제시하였다. 설계 대상 시스템이 기지국임을 고려하여 모뎀을 구성하는 각 동기 모듈은 빠른 추적 성능보다 안정적인 성능을 보장할 수 있도록 설계되었으며, 구현을 위한 고정 소수점 설계시 각 모듈의 내부 연산에 대한 최적의 비트설정을 통하여 복잡도를 최소화하였다. 본 논문에서는 먼저 모뎀 설계를 위하여 개발된 각 기저대역 동기 모듈에 대한 분석을 수행하였으며, 이후 구현을 위하여 고정 소수점 설계된 모뎀과 부호화/다중화를 포함하는 심볼 레벨 프로세싱(Symbol Level Processing; SLP)파의 링크 성능을 제시하였다. 성능 평가는 3GPP TS 25.104(Release 5)에 제시된 12.2kbps, 64kbps, 144kbps, 384kbps의 전송 속도에 대하여 참조 무선 채널 환경을 기반으로 수행되었으며, 규격에 제시된 최소 요구 성능과의 비교를 통하여 약 2dB 이상의 성능 여유(margin)를 갖는 매우 안정적인 동작을 보임을 증명하였다. 본 논문에서 제시된 WCDMA 기지국 모뎀은 기지국 모뎀 칩으로 성공적으로 구현되었다.
In this paper, we propose a high level design architecture of WCDMA(UMTS) base station modem and synchronization algorithms applied to the proposed architecture. Also analysis of each synchronization algorithm and performance evaluation of fixed point designed modem are shown. Since the target system is base station modem, each synchronization algorithm is designed for its stable operation. To minimize implementation complexity, optimum fixed point design for best operation of synchronization algorithms is performed. We performed symbol level link simulation with fixed point designed modem simulator for data rate of 12.2kbps, 64kbps, 144kbps, and 384kbps. We compared performance results to the minimum requirements specified in 3GPP TS 25.104(Release 5). Extensive computer simulation shows that the proposed modem architecture has stable operation and outperform the minimum requirement by 2 dB. The proposed modem architecture has been applied in the implementation of WCDMA reverse link receiver modem chip successfully.
