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직접 변환 방식을 이용한 디지털 초협대역 무전기 설계 및 구현
정영준,강민수,유성진,정태진,오승엽,Chong Young-Jun,Kang Min-Soo,Yoo Sung-Jin,Chung Tae-Jin,Oh Seung-Hyeub 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.6
본 논문에서는 CQPSK(Compatible QPSK) 변조 방식을 이용하여 APCO P25 규격을 만족하는 직접 변환 방식 디지털 초협대역 무전기를 구현하였다. 초협대역화에 따른 DC-offset 및 AC-coupling 영향, CQPSK 변조 방식에 대한 전력 증폭기의 비선형 특성을 최소화하기 위한 무전기 RF 트랜시버 설계 및 제작 방안을 제시하였다. 직접 변환 방식 RE 트랜시버 및 DSP 모듈과의 연동 시험 결과 송신기의 경우 36.8 dBm의 PEP에서 FCC 방사 마스크 규격을 만족하였다. PWM 제어 신호에 의한 수신기 AGC 동작 범위는 40 dB 범위에서 선형적으로 동작 하였고, 수신 감도 레벨(-116 dBm)에서도 양호한 음성 통화가 가능하였다. 또한 입력 SNR에 따른 BER 성능 및 주파수 오프셋 변화에 대한 BER 성능 측정 결과 무전기 성능 요구 규격을 만족함을 확인하였다. In this paper, digital ultra-narrowband Walky-Talky using direct conversion method for CQPSK modulation scheme is implemented with satisfying the requirements of APCO P25. RF transceiver design and implementation scheme that minimize the influence of DC-offset and AC-coupling at ultra-narrowband is proposed. This scheme also minimizes the influence of nonlinear characteristic at power amplifier fir CQPSK modulation method. Test results of full system including DSP module and direct conversion RF transceiver show that FCC emission mask at 36.8 dBm PEP meets the standard requirements. The characteristic of receiver AGC by PWM control signal is linear at 40 dB dynamic range and voice communication at input power level of -116 dBm is successful. Also it is verified that the performance of BER versus frequency offset and versus SNR meets the standard requirements.
정영준,강민수,유성진,정태진,오승엽,Chong Young-Jun,Kang Min-Soo,Yoo Sung-Jin,Chung Tae-Jin,Oh Seung-Hyeub 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.7
CQPSK(Compatible QPSK) 디지털 변조 기술을 이용하는 초협대역 단말기용 송신기에 가장 핵심적인 부품들 중의 하나인 카테지안 궤환 루프(CFL: Cartesian Feedback Loop) 선형화 칩을 $0.35{\mu}m$ CMOS 기술을 이용하여 설계 및 제작하였다. 직접 변환 방식 및 CFL칩을 이용하여 요구되는 부품 수를 줄임에 의하여 송신기의 저비용 및 소형화가 가능하고, 이를 통하여 송신 전력 효율 및 선형성을 향상시켰다. 또한 CMOS기술을 통하여 저전력 구동이 가능하도록 하였다. 송신 성능 시험 결과 PEP 37 dBm(5 W)의 출력 전력에서 CFL 칩을 구동하여 -25 dBc의 상호 변조 왜곡(@ 3 kHz주파수 오프셋) 개선을 통하여 FCC 47 CFR 90.210 E에 정의된 방사 마스크 규격을 만족함을 확인하였다. 또한 상기 언급된 송신 특성 개선에 가장 영 향을 미치는 성분들인 DC-offset 성분, 궤환 루프에서 발생하는 왜곡 성분을 보상하기 위한 루프 이득 및 위상 값들을 조정할 수 있도록 컴퓨터와의 외부 인터페이스를 구현하여 소프트웨어적으로 이러한 값들을 제어할 수 있도록 프로그램화 하였다. The CFL linearisation chip which is one of key devices in ultra-narrowband mobile radio transmitter using CQPSK digital modulation method is designed and implemented with $0.35{\mu}m$ CMOS technology. The reduced size and low cost of transmitter are available by the use of direct-conversion and CFL ASIC chip, which improve the power effi챠ency and linearity of transmitting path. In addition, low power operation is possible through CMOS technology The performance test results of transmitter show -25 dBc improvement of IMD level at the 3 kHz frequency offset and then satisfy FCC 47 CFR 90.210 E emission mask in the operation of CFL ASIC chip. At that time, the transmitting power is about PEP(Peak-to-Envelope Power) 5 W. The main parameters to improve the transmitting characteristic and to compensate the distortion in feed back loop such as DC-offset, loop gain and phase value are interfaced with notebook PC to be controlled with S/W.
A BER Performance of Analysis and Comparison for Ultra-Narrowband Digital Radio System
정영준(Young-Jun Chong),강민수(Min-Soo Kang),유성진(Sung-Jin You),임동민(Dong-Min Lim),오승협(Seung-Hyeub Oh) 한국전자파학회JEES 2004 Journal of Electromagnetic Engineering and Science Vol.4 No.2
In this paper, we evaluate the performance of the digital modulation schemes described in the APCO Project 25 FDMA specifications which can be used for applying the ultra-narrowband technology to the current domestic simple two-way radio systems, and discuss difficulties in the DSP implementation or the systems. We analyze the effect on the systems' BER performance or receiver non-matched filter and frequency-offset between the transmitter and receiver oscillators. And we present a frequency offset compensation method for improving the system performance.<br/> The results of performance analysis showed that the CQPSK or APCO Project 25 using non-matched filter degraded the BER by 0.5-1.0 dB comparing with PI/4 DQPSK using matched filter. In the event of 2 % frequency offset, about I dB performance loss was produced at the BER of 10-3. With the frequency-offset compensation method implemented in the systems using phase recovery scheme of PSK synchronization detection, the performance degradation or about 1.0 dB was occurred at the BER of 10-³ for 10 % of frequency offset. The proposed method can be used for the improvement or system performance.