국제테크노정보연구소 자료출판부

        SS 통신 유닛의 설계와 응용 실무
    스펙트럼 확산통신 시스템 설계

       동역메카트로닉스연구소 기술정보팀 편저   B5/262P  55,000원

최근, 우리 주변에 무선통신을 이용하는 시스템이 급속히 보급되기 시작했다. 휴대전화(CDMA, PCS), 코드리스 전화, 무선호출기, 각종 이동통신, 그리고 차량항법장치(Car Navigation System)의 GPS, 무선 LAN과 같은 각종 이동통신 시스템이 바로 이것이며, 이러한 이동통신 시스템에서 항상 등장하는 말이 "스펙트럼 확산(Spread Spectrum:SS) 통신"이다. SS 통신 시스템은 이전의 전형적인 무선통신에서는 상상할 수 없었던 효율적인 주파수대역 관리 등, 뛰어난 특징을 가지고 있다. SS 통신은 원래 군사적 목적으로 연구 개발된 차세대 무선통신 방식으로 우리나라의 휴대전화 CDMA 방식도 바로  이 SS 통신기법을 채택함으로써 그 진가를 발휘하고 있다.

본서는 차세대 무선통신 시스템의 기간기술이 될 스펙트럼 확산통신 시스템에 대해, 제1부에서는 스펙트럼 확산통신의 원리와 관련기술 및 시스템 구성을, 난해한 수식에 의한 해설을 가급적 피하면서 실무적이고 구체적으로 알기쉽게 해설하고 있다. 제2부에서는 SS 확산통신 전용 칩을 사용한 회로 설계와 제작 및 유닛의 응용, 일반부품으로도 구성할 수 있는 설계 기법과 실험 제작 기법을 통해 쉽게 터득할 수 있도록 회로도를 완전히 공개, 자세히 설명하고 있으며, 각종 SS 무선모뎀, 빌딩 자동화(IBS) 네트워크에 도입되기 시작한 전력선을 이용한 데이터 전송장치를 비롯하여, 무선 LAN, 각종 데이터 전송장치와 유닛에 대해 동작원리와 회로도 공개, 설계 기법 등, 상용 및 시제품의 자세한 회로분석을 통해 응용설계가 가능하도록 했다.

기술자료 신청 안내

주요 내용

제1부: SS 통신장치의 원리와 관련기술

제1장  무선통신 시스템의 최근 동향

    ■ 무선통신기술과 디지털 기술의 융합

무선통신기술의 진보와 새로운 국면, 무선통신 시스템의 디지털화와 기술혁신, 다른 시스템과의 조화(harmonization)
소프트웨어 무선 시스템

    ■ 차세대 무선 인터페이스 "Bluetooth" 

Bluetooth SGI 발족 목적, IrDA와 Bluetooth 진영간의 치열한 논쟁, 블루투스 대응 제품의 최근 동향
블루투스의 사양(물리층을 규정하는 RF 레이어, 호핑 패턴 등을 규정하는 베이스밴드 레이어, 링크 매니저 L2CAP, HID와 RFCOMM)
블루투스 대응 시제품 사례
블루투스 대응 LSI 기술, 필립스의 Bluetooth 기술, 데이터와 음성지원, 개발지원, 필립스의 Bluetooth 전략

제2장: 스펙트럼 확산통신의 원리와 기본방식 해설

역사적 배경과 동작원리, SS 통신 시스템의 기본구성, SS 통신의 처리이득
스펙트럼 확산통신의 방식과 특징과 장단점
직접확산(DS: Direct Spread), 주파수 호핑(FH: Frequency Hopping), 차프(Chirp), 하이브리드(Hybrid) 방식
SS 방식의 장단점, 주파수 이용 방법의 차이
확산과 동기(확산부호에 대하여, 확산과 역확산), 동기포착과 동기추적(유지)

제3장: SS 통신의 특징 검증과 관련기술

통신속도와 처리이득, 실질 처리이득, 방해 제거 특성의 검증, 부호분할의 가능성, 비닉성의 검증
스펙트럼 확산통신의 관련기술(CDMA, FDMA, TDMA), M-ary 방식, 측위 및 거리측정, 레이크(rake) 수신

제4장: 확산 역확산 처리회로의 구성

    ■ 직접확산(DS) 방식의 실제 구성

DS 방식의 구성 사례, 잡음의 성질을 가진 확산부호 해설과 예
자기상관을 구하는 방법, 자기상관함수의 예
확산부호와 확산율(심벌길이와 확산부호의 주기 관계, 확산율의 정의, 각국의 전파법에 의한 확산율의 규정)
DS 방식의 역확산 처리(DS 확산과 역확산, 역확산에서의 확산부호 타이밍, 역확산의 처리이득, 확산처리와 역확산 처리를 비유적 표현)
DS 방식 복조(역확산) 회로: 아날로그 방식의 역확산 회로, SAW 매치드 필터, SAW 콘벌버, 디지털 방식의 역확산 회로, 수신회로의 방식

    ■ 주파수 호핑(FH) 방식의 실제 구성

• FH 방식의 변조회로, 채널 전환
• FH 방식의 SS 역확산과 복조회로
• FH 방식의 역확산과 동기유지
• FH 방식의 동기포착 프로세스, 고속 FH 방식의 동기포착 프로세스

제2부: SS 통신 시스템의 설계와 응용

제5장: 전용 LSI BU8951KS를 사용한 스펙트럼 확산통신 유닛의 설계

    ■ SS용 LSI BU8951KS에 대하여

• BU8951KS의 사양과 내부회로 구성(변조부, 복조부)
• Barker 계열, 디지털 매치드 필터(digital matched filter), 동기보호회로

    ■ BU8951KS를 사용한 데이터 송수신 유닛의 시험제작

• 송신부, 수신부에 대한 설명
• 유닛의 평가와 금후 응용, 시험 제작한 유닛의 평가 결과, 금후의 응용에 대하여

제6장: LV2700V의 동작원리 해설과 SS 통신회로의 평가키트 및 실험

    ■ LV2700V의 SS 신호처리부의 특징과 시스템 구성

• LV2700V의개요, 수신동기 방식(동기포착과 유지, 동기추적, 정보복조, 소비전력(VCC=3V), SS 전용 원칩 트랜시버)
• LV2700V의 시스템 구성, 블록도와 신호의 흐름
• 송신 블록의 구성(정보 변조회로, 반송파 발생회로, 스펙트럼 확산회로)
• 수신 블록의 구성: RF 앰프의 구성, 스펙트럼 역확산회로(동기포착과 동기유지, 동기추적), FM, FSK 복조(아날로그 출력, 데이터 출력), 처리이득 Gp, 전계강도 검출회로(RSSI), 로크 디텍터(lock detector), CMOS 인터페이스, PN 부호길이의 설정과 PN 부호 리셋 기능, 송신 모드/수신 모드의 전환, LPF 스루 기능

    ■ 응용상의 주의 사항

• 시스템의 클록 정확도, 최대 주파수편이
• 이용할 수 있는 무선주파수대, 허가를 받지 않는 미약전파, 전계강도의 측정 방법, ISM대(세계 공통)
• 송신 PN과 수신 PN의 클록 주파수차 Δf의 설정 방법, PN 부호의 동기시간, 바이어스 방법

    ■ SS 데이터 통신회로의 시제와 평가

• 평가기판의 개요, 평가기판의 회로도, 확산출력의 관측, 확산부호
• 송수신의 실험과 평가, 확산부호의 일치/비일치와 복조신호, 방해신호의 영향, 아날로그 출력신호의 평가, 디지털 출력신호의 평가
• 소형 모듈의 시제와 평가, 모듈로 하는 이유, 회로구성에 대하여, 시제 모듈을 사용한 도달거리 실험 결과

제7장: 탄성형 SAW 콘벌버의 원리와 응용

    ■ 탄성형 SAW 콘벌버의 구조와 원리

• 탄성형 SAW 콘벌버란, SAW 디바이스, 표면파에 대하여, SAW 콘벌버의 구조
• 탄성형 SAW 컨벌버의 동작원리, SAW 콘벌버의 특성
• SS 수신 시스템에 있어서의 효과, 탄성형 SAW 콘벌버의 장점

    ■ 탄성형 SAW 콘벌버의 성능 측정

• SAW 콘벌버의 측정, 부호 동기상관 회로(역확산 회로)의 설계
• SS 통신에서 탄성형 SAW 콘벌버의 활용

제8장: 2.4GHz대 SS 송수신 유닛의 설계와 시험제작

    ■ SS 트랜시버 유닛의 송수신부 동작원리와 특성

송수신부의 동작원리, 2.4GHz대 트랜시버 유닛의 회로도 
SS 트랜시버 유닛의 특성: 평균 비트 오류율, 멀티패스 페이딩에 대한 검증, 전달손실과 BER, 수신감도

    ■ 무선 모뎀의 시험 제작

• 통신 프로토콜
• 시험제작한 모뎀의 전송 실험, 금후의 과제

제9장: 무선 LAN용 SS 통신 유닛의 사례

SS 트랜시버 유닛(모델:JP-248), 모듈레이션 보드(모델:DP-200)
역확산 복조 유닛: SAW 콘벌버 하이브리드(모델:CON-200HY-26), SAW 콘벌버 유닛(모델:CON-200-26), 콜리레이터 유닛(모델:SSC-200-26)
PN 부호 발진기 보드(모델 :PN-16EV)

제10장: 무선 LAN 시스템의 구조 분석

     ■ 무선 LAN의 기본지식

• 방식별 무선 LAN 시스템의 장단점
• 무선 LAN에서의 peer two peer 접속의 실현 방법
• 액세스 포인트를 사용한 접속

     ■ IEEE 802.11의 규격 동향

• FH/DS/적외선의 물리층에 대하여
  물리층의 구조, 물리층의 데이터 포맷, 물리층의 변조방식
• MAC 부층의 아키텍처
• 무선 LAN의 금후 동향(IEEE 802.11b, IEEE 802.11a)

     ■ 무선 LAN의 하드웨어에 대한 분석

실제의 회로 구성(PCMCIA 카드)
회로 방식, PRISM 칩세트 활용, 안테나의 TX/RX 절환부, RF/IF 변환부, QPSK/BPSK의 변복조용 직교 변복조기, PRISM 칩세트의 심장부, 미디어 액세스 컨트롤러
그 외의 회로와 실현의 키 포인트, 펌웨어 및 드라이버와 유틸리티, 차세대의 칩세트에 대해
무선 LAN 시스템의 실제 회로 구성
액세스 포인트의 구성, CPU에 대하여, LAN 컨트롤러, 펌웨어와 설정 유틸리티, 금후의 전개

제11장: 일반부품으로 구성하는 SS 무선장치의 설계와 실험제작

    ■ 제작을 위한 SS 통신과 시스템 개요

스펙트럼 확산방식의 원리, 확산부호
SS 변조방식의 종류, 시스템 설계 제작의 개요

    ■ 송수신부의 설계와 제작

송신부의 설계와 제작(송신부의 원리, 회로의 동작원리와 부품 , 제작과 조정 방법)
수신부의 설계와 제작(수신부의 원리, 회로의 동작원리와 부품, 수신기의 제작 포인트)
송수신기의 조정(수신기의 조정과 사용법, 송신측의 주파수 조정)

    ■ 데이터 통신과 성능 향상

데이터 통신의 테스트 방법
송수신부의 개조(송신부의 개조, 수신부의 개조), 실제의 테스트 방법
미약한 출력 전력을 측정하는 방법
시험을 위한 간이 측정장치의 제작
간이 신호발생기(SG)의 제작, 감쇠기(ATT:attenuator)의 제작
광대역 앰프의 제작, 고주파 전력계의 제작과 교정
송수신기의 성능 향상
송신기 BPF, 송신기 PNG의 LPF
수신기 BPF와 프리앰프, 수신기 PNG의 LPF
수신기 협대역 BPF의 개선, DBM의 극성을 확인하는 방법
스펙트럼 애널라이저에 의한 각부의 파형

제12장: 전력선 반송통신 SS 모뎀의 설계

    ■ 전력선에 의한 데이터 전송

기존제품에 있어서 전력선 통신
전력선 반송통신에 있어서의 문제점
    □ 임피던스와 노이즈, 가정에서는 블로킹 필터가 필요
    □ 전송속도의 고속화와 전력선의 노이즈 장해, 전력선에 적합한 변조방식

    ■ 스펙트럼 확산변조 방식

SS 변조방식의 원리와 종류 해설
     □ 직접확산(DS:Direct Sequence 또는 Direct Spread)
     □ 주파수 호핑(FH: Frequency Hopping) 방식
     □ 의사잡음(PN) 부호(부호의 종류, 의사 랜덤성, 자기상관 특성)
전력선의 특질에 대하여(전력선상의 잡음, 전력선의 임피던스 특성, 전력선의 감쇠 특성  

    ■ 전력선 통신용 SS 모뎀의 시험 제작

각 부분의 동작 설명
외부 인터페이스 부분, 통신 제어 부분
칩 부분의 동작
송신시 동작, 수신시 동작(동기포착, 동기유지, 동기보호)
송수신 아날로그 부분과 전원부의 동작(송신 아날로그 부분, 수신 아날로그 부분, 전원부)

    ■ 전력선 통신용 모뎀의 평가와 과제

모의 전력선에서의 전송시험, 의사 전력선에서의 단일주파수 중첩시험, 의사 전력선에서의 백색잡음 노이즈 중첩시험
시험 결과의 정리(200m 전송시험, 단일주파수 중첩 내노이즈 시험, 화이트 노이즈 중첩 내노이즈 시험)
종합 평가와 과제(금후의 과제, 응용 사례)

제13장: SS 무선 유닛의 이더넷 접속 사례

    ■ 무선 LAN의 구축 사례와 통신 프로토콜

이동체와의 데이터 통신 구성, 엑세스 포인트(AP: Access Point)
이더넷의 통신 프로토콜(TCP/IP 프로토콜, ARP, ICMP, PING, UDP, FTP, 다른 LAN 네트워크간의 통신)
SS 무선과 TCP/IP 프로토콜과의 관계
HDLC와 TCP/IP 프로토콜, 액세스 포인트 AP의 기능, 프로토콜 컨버터로부터 이더넷의 커넥션

    ■ SS 무선 LAN을 구축하기 위한 유닛

데이터의 흐름, DSSNET 시리즈 간의 동작, SS 무선 교신 가능 범위의 기준
SS 무선 송수신의 처리시간, 리피터 로밍 환경, 리피터 로밍에서의 효율 개량 방법

기술자료 신청 안내

자료 목록        발간예정자료 안내     국제테크노정보연구소 자료출판부