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(14-911-01-001) . 2014 . . (Department of Electronics and Communications Engineering, Kwangwoon University) * (Department of Electronic Engineering, Kwangwoon University) Manuscript received March 15, 2016 ; Revised April 20, 2016 ; Accepted April 29, 2016. (ID No. 20160315-029) Corresponding Author: Hyuk-Jun Oh (e-mail: [email protected]) THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. 2016 May; 27(5), 445 453. http://dx.doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.5.445 ISSN 1226-3133 (Print) ISSN 2288-226X (Online) 445 USRP RIO SDR 5G LTE-TDD HD Design and Implementation of 5G mmWave LTE-TDD HD Video Streaming System for USRP RIO SDR 곽경훈 신봉득 박동욱 어윤성 오혁준 Gyoung-Hun Gwag Bong-Deug Shin Dong-Wook Park* Yun-Seong Eo* Hyuk-Jun Oh 3GPP LTE(Long Term Evolution)-TDD(Time Division Duplexing) NI(National Instruments) USRP RIO SDR(Software Defined Radio) 28 GHz HD 1T-1R(1 Transmitter-1 Receiver) . Verilog LTE-TDD USRP RIO Xilinx Kintex-7 USRP RIO , USRP RIO 28 GHz RF 4×8 HD . USRP RIO Host PC PCI express(Peripheral Component Interconnect express)×4 . 25.85 dBc EVM(Error Vector Magnitude) , HD . Abstract This paper presents the implementation and design of the 1T-1R wireless HD video streaming systems over 28 GHz mmWave frequency using 3GPP LTE-TDD standard on NI USRP RIO SDR platform. The baseband of the system uses USRP RIO that are stored in Xilinx Kintex-7 chip to implement LTE-TDD transceiver modem, the signal that are transceived from USRP RIO up or down converts to 28 GHz by using self-designed 28 GHz RF transceiver modules and it is finally communicated HD video data through self-designed 4×8 sub array antennas. It is that communication method between USRP RIO and Host PC use PCI express ×4 to minimize delay of data to transmit and receive. The implemented system show high error vector magnitude performance above 25.85 dBc and to transceive HD video in experiment environment anywhere. Key words: 5G, mmWave, USRP RIO, OFDM, LTE-TDD Copyright The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science. All Rights Reserved.

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「본 연구는 미래창조과학부 및 정보통신기술연구진흥센터의 정보통신방송 연구개발사업(14-911-01-001)의 지원으로 수행되었음.」「본 연구는 일부 2014년도 광운대학교 교내학술연구비의 지원을 통해 이루어졌음.」「본 연구에서 사용된 안테나는 아주대학교 박익모 교수님의 지원을 통해 이루어졌음.」 광운대학교 전자통신공학과(Department of Electronics and Communications Engineering, Kwangwoon University) *광운대학교 전자공학과(Department of Electronic Engineering, Kwangwoon University) ․Manuscript received March 15, 2016 ; Revised April 20, 2016 ; Accepted April 29, 2016. (ID No. 20160315-029)․Corresponding Author: Hyuk-Jun Oh (e-mail: [email protected])

THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. 2016 May; 27(5), 445∼453.

http://dx.doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.5.445ISSN 1226-3133 (Print)․ISSN 2288-226X (Online)

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USRP RIO SDR을 이용한 5G 밀리미터파 LTE-TDD HD 비디오스트리밍 시스템 설계 및 구현

Design and Implementation of 5G mmWave LTE-TDD HD Video Streaming System for USRP RIO SDR

곽경훈․신봉득․박동욱*․어윤성*․오혁준

Gyoung-Hun Gwag․Bong-Deug Shin․Dong-Wook Park*․Yun-Seong Eo*․Hyuk-Jun Oh

요 약

본 논문은 3GPP LTE(Long Term Evolution)-TDD(Time Division Duplexing) 표준을 기반으로 NI(National Instruments)의USRP RIO SDR(Software Defined Radio) 플랫폼을 이용해 28 GHz 밀리미터파 대역에서 HD 비디오를 무선으로 송수신하는 1T-1R(1 Transmitter-1 Receiver) 시스템을 설계 및 구현하였다. 해당 시스템은 Verilog로 설계한 LTE-TDD 송수신 모뎀을 USRP RIO에 내장된 Xilinx Kintex-7칩에 구현하여 USRP RIO를 베이스밴드로 사용하였으며, USRP RIO에서 송수신되는 신호는 자체 설계한 28 GHz RF 송수신 모듈로 업․다운 변환을 수행한 후 자체 설계한 4×8 서브 배열 안테나를통해 최종적으로 HD 비디오 데이터를 통신하게 된다. USRP RIO와 Host PC의 통신 방식은 데이터 송수신시 발생되는 지연을 최소화하기 위해 PCI express(Peripheral Component Interconnect express)×4를 사용하였다. 구현한 시스템은 25.85 dBc 이상의 높은 EVM(Error Vector Magnitude) 성능을 보였으며, 실험환경 내 어디서든 HD 비디오를 성공적으로 송수신하였다.

Abstract

This paper presents the implementation and design of the 1T-1R wireless HD video streaming systems over 28 GHz mmWave frequency using 3GPP LTE-TDD standard on NI USRP RIO SDR platform. The baseband of the system uses USRP RIO that are stored in Xilinx Kintex-7 chip to implement LTE-TDD transceiver modem, the signal that are transceived from USRP RIO up or down converts to 28 GHz by using self-designed 28 GHz RF transceiver modules and it is finally communicated HD video data through self-designed 4×8 sub array antennas. It is that communication method between USRP RIO and Host PC use PCI express ×4 to minimize delay of data to transmit and receive. The implemented system show high error vector magnitude performance above 25.85 dBc and to transceive HD video in experiment environment anywhere.

Key words: 5G, mmWave, USRP RIO, OFDM, LTE-TDD

ⓒ Copyright The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science. All Rights Reserved.

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Ⅰ. 서 론

최근 이동통신 네트워크 기술은 스마트폰의 대중화로

매년 급격한 데이터 트래픽의 증가가 이어지고 있다. 이로 인해 현재의 4G 기술로는 앞으로 있을 데이터 트래픽을 감당할 수 없는 상황에 이르렀다. 이에 따라 국제표준화 단체 3GPP는 올해 4월부터 초기 5G 표준화 규격을 개발하는 Release 14 연구에 착수하며, 또한, 전 세계적으로5G 이동통신 기술을 확보하기 위해 연구개발에 역량을쏟고 있는 실정이다.

5G에서는 기존 4G 기술의 한계를 넘을 수있는 다양한기술들이 논의되고 있는데, 그 중 하나가 밀리미터파

(mmWave)를 활용한 초고속 데이터 전송기술을 개발하는것이다[1]. 밀리미터파는 광대역폭을 지녔기 때문에 기가비트 단위의 무선 서비스를 제공할 수 있어 미래의 무선

백홀 네트워크에서 각광을 받고 있다[2].우리나라는 2018년에 있을 평창 동계올림픽에서 세계

최초로 5G 시범서비스를 선보일 예정으로, KT 그룹은 평창 동계올림픽을 통해 28 GHz 이상의 주파수를 사용하는표준화 추진을 계획 중이다. 28 GHz 주파수는 전파 감쇄와 기존 통신과의 간섭이 작은 특징을 지니고 있다[3].본 논문은 이와 같은 추세에 맞추어 28 GHz 대역의 밀

리미터파 대역에서 현재 전 세계에서 주파수 활용률이

높아 각광을 받고 있는 LTE-TDD(Long Term Evolution-Ti-me Division Duplexing) 통신 방식으로 HD 비디오 데이터를 송수신하는 시스템을 설계하고 구현하는 내용을 설명

하고 있다.구현된 시스템의 성능은 EVM(Error Vector Magnitude)

측정을 통해 검증하였다. 실험 환경은 밀리미터파의 직진성으로 LOS(Line Of Sight) 환경을 구성하여 HD 비디오스트리밍 통신을 확인하였다.

Ⅱ. 본 론

2-1 USRP RIO SDR

USRP RIO SDR(Software Defined Radio) 플랫폼은 NI (National Instruments)의 LabVIEW 소프트웨어로 재구성

가능한 I/O(RIO) 아키텍처로서 하드웨어와 소프트웨어가

그림 1. USRP RIO 구성도Fig. 1. USRP RIO block diagram. 통합된 솔루션을 제공한다.그림 1은 USRP RIO(NI USRP-2942R)의 구성도로 Xi-

linx의 Kintex-7이 내장되어 LabVIEW로 프로그래밍한 코드를 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현 가능하다. USRP RIO와 PC간에는 PCIe(PCI Express) ×4 방식으로 최대 800 MB/s의고속 데이터 스트리밍을 지원한다. 채널 당 40 MHz의 대역폭을 가지는 2개의 채널(RF 0, RF 1)을 지원하며 주파수는 400 MHz~4.4 GHz를 가진다. 최대 I(In-phase)/Q(Quadrature-phase) Sample rate은 120 MS/s이며, 메모리 크기는 1,024 MB이다[4]. 그림 2는 RF 블럭을 확대한 모습이다. 송신을 할 때는 송신을 할 때는 I/Q 믹싱으로 신호를 업 변환하여 RF 주파수 신호를 생성하고, RF 주파수 신호를 수신할 때는 믹서를 통해 I/Q 베이스밴드로 내린다.

그림 2. USRP RIO RF 구성도Fig. 2. USRP RIO RF block diagram.

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USRP RIO SDR을 이용한 5G 밀리미터파 LTE-TDD HD 비디오 스트리밍 시스템 설계 및 구현

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그림 3. USRP RIO LabVIEW FPGA 컨셉Fig. 3. USRP RIO LabVIEW FPGA concept.

2-2 LabVIEW FPGA

LabVIEW는 FPGA 모듈을 이용하여 LabVIEW 코드를FPGA 하드웨어용으로컴파일하는데, 그림 3과 같은 과정을 거치게 된다. FPGA 모듈이 코드를 VHDL로 변환하면Xilinx ISE 컴파일러가 변환된 VHDL 코드를 통합하여LabVIEW 설계를 하드웨어 회로에 구현한다. 그 결과, LabVIEW가 FPGA 타겟에 다운로드할 프로그램 명령이들어 있는 비트 파일이 생성된다. 생성된 비트 파일을 기반으로 게이트 어레이 로직이 재구성되어 FPGA 칩에 로드된다.또한 LabVIEW는 Verilog 언어로 설계된 코드를 Lab-

VIEW 프로젝트로 반입할 수 있도록 CLIP(Component Le-vel Intellectual Property) 노드를 지원한다. CLIP 노드를 통해 Verilog 코드를 LabVIEW FPGA 하드웨어에 반입하

여 LabVIEW FPGA 다이어그램을 통해 통신할 수 있도록한다.본 논문에서는 이와 같은 방식을 이용해 Verilog 언어

로 구현한 송수신 모뎀부를 LabVIEW 소프트웨어에 통합하였다.

2-3 HD 비디오 송수신 시스템

HD 비디오 스트리밍 시스템은 그림 5의 RF 송수신기모듈을이용해 28 GHz로업․다운변환을수행하고, 그림 4의 4×8 형태의 0도스캔 각도를가지는안테나를 사용해

그림 4. 4×8 서브 배열 안테나Fig. 4. 4×8 sub array antenna.

그림 5. 28 GHz RF 송수신기 모듈Fig. 5. 28 GHz RF transceiver module.

그림 6. 28 GHz RF 송수신기 모듈 블록도Fig. 6. 28 GHz RF transceiver module block diagram.

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그림 7. 전체 시스템 구조Fig. 7. Overall system architecture. 데이터를 송수신한다.그림 7은 전체적인 시스템 구조를 나타낸다. PC, USRP

RIO, 28 GHz 송수신기 모듈, PLL과 4×8 안테나가 한 쌍으로 이루어져 송신부와 수신부를 구성한다. PC에는PCIe ×4 카드가 설치되어 있으며, USRP RIO와 MXI 케이블로 연결되어 HD 비디오 데이터를 송수신한다. 프레임 구조는 3GPP LTE 표준을 따르며, 그림 8과 같

다. 본 연구에서 구현한 시스템은 LTE-TDD(Time Divi-sion Duplex) 시스템으로 10 ms의 프레임이 크게 5 ms의하프 프레임 2개로 나뉘고, 하프 프레임은 1 ms의 서브프레임 5개로 나뉜다. 즉, 하나의 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되어 있으며, 특수 서브프레임을 제외한 각각의 서브프레임은 0.5 ms의 슬롯 2개로 구성되어 있다. 특수 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP (Guard Period) 그리고 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구

그림 8. 프레임 구조Fig. 8. Frame structure.

성되어 있다. DL(Downlink)과 UL(Uplink)은 GP를 기준으로 나뉘게 되는데, 특수 서브프레임의 DwPTS와 바로 앞의 서브 프레임(서브프레임#0, 서브프레임#5)은 항상 DL로 이용되고, UpPTS와 서브프레임#2는 항상 UL로 이용되며, 특수 서브프레임을 제외한 나머지 서브프레임은 설정 조건에 따라 DL 또는 UL로 이용한다[5].그림 9와 그림 10의 송수신 모뎀은 3GPP LTE 표준을

기반으로 Verilog로 프로그래밍한 코드를 LabVIEW FP-GA로 통합한 블록도이다. HD 비디오를 PC로부터 받거나 재생하는 부분만 순수하게 LabVIEW로 작성되었으며, 나머지는 모두 Verilog로 코딩되었다. 송신기 블록을 먼저 살펴보면 HD 비디오 파일을 지정

한 UDP(User Datagram Protocol) 포트로 스트리밍하여

LabVIEW 소프트웨어에서 비디오 데이터를 받는다. 수신받은 비디오 데이터는 비트스트림으로 전환하여 FIFO (First In First Out) 방식으로 USRP RIO의 Kintex-7 칩에집적한 송신부 모뎀에 데이터를 전달한다.전달 받은 HD 비디오 신호는 변조를 진행하게 된다.

code rate=1/3, constraint length=7의 Convolutional 채널코딩을수행한다. 채널 코딩 후 Burst Error를방지하기 위해Interleaver를 수행한다.이후 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 맵핑을 하

는데, 변조 방식은 16 QAM과 64 QAM을 지원한다. 맵핑후 채널 추정을 위해 참조 심볼을 삽입하고, 1,024-ponit만큼 제로 패딩하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를수행한 후 CP(Cyclic Prefix)를 삽입한다.마지막으로 선형성을 위해 PAPR(Peak to Average Po-

그림 9. 송신기 블록도Fig. 9. Tx block diagram.

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USRP RIO SDR을 이용한 5G 밀리미터파 LTE-TDD HD 비디오 스트리밍 시스템 설계 및 구현

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그림 10. 수신기 블록도Fig. 10. Rx block diagram. wer Ratio)을 줄여[6] USRP RIO의 Tx RF 채널로 비디오데이터 패킷을 전송한다.수신기 소프트웨어의 구조 및 동작은 송신기의 역순이

며, 송신부와 마찬가지로 3GPP LTE 표준에 따라 구현되었다. 진행되는 순서는 그림 10과 같다. 동기부는 PSS(Primary Synchronization Signal)와 SSS(Se-

condary Synchronization Signal)를 검출하여 동기화를 수행한다. 첫 번째로 PSS를 검출해 슬롯 타이밍 정보를 얻고, 두 번째로 SSS를 통해서 프레임 타이밍 정보와 CP 길이정보를 얻는다.이후 CP 사이즈, 프레임 사이즈와 FFT 사이즈를 토대

로 CP를 제거한다. CFO(Carrier Frequency Offset) Correc-tion을 수행하여 주파수 오차를 제거한 후 10 MHz 1,024- point 사이즈로 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행한다. 제로 패딩 제거 후 송신기에서 삽입한 참조 심볼을 이용

해 채널 추정을 수행한다.채널추정 이후 QAM 변조 방식에 따라 Demapper를수

행하여 비트 스트림으로 변환하게 된다. 변환된 비트 스트림은 Deinterleaver와 TBCC(Tail-Biting Convolutional Co-de) 채널 디코딩을 거쳐 비트 스트림으로 변환된다.비트스트림은 스트링으로 변환되어 HD 비디오 데이터

를 복원하게 된다. 복원된 데이터는 LabVIEW 소프트웨어에서 지정해준 UDP 포트로 전송되고, 미디어 플레이어는 해당 포트로 데이터를 받아 HD 비디오를 스트리밍하게 된다.그림 9, 10에서 설계한 소프트웨어는 그림 11, 12와 같

이 구현되었다. 그림 11은 LabVIEW로 구현된 송신부 소

그림 11. LabVIEW 송신부 컨트롤 패널Fig. 11. LabVIEW control pannel(Tx).

그림 12. LabVIEW 수신부 컨트롤 패널Fig. 12. LabVIEW Control Pannel(Rx). 프트웨어이다. 실시간으로 재생하고 있는 HD 비디오를LabVIEW 소프트웨어가 16 QAM으로 변조하여 전송하고있는 모습이며, 그림 12는 수신부 소프트웨어로 실시간으로 HD 비디오를 스트리밍하고 있는 모습이다. 특히 수신부 소프트웨어는 상성도와 EVM(Error Vector Magnitude) 측정을 적용하여 시시각각 복조되는 상태를 확인할 수

있다.

2-4 실험 및 성능평가

28 GHz 대역의 밀리미터파 HD 비디오 송수신 시스템을 그림 13과 같이 실제 구현하여 검증을 수행하였다. 소

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그림 13. 구현된 전체 시스템Fig. 13. Implemented overall system.

프트웨어는 Verilog와 LabVIEW를 이용하여 기술되었으며, 성능평가는 수신기에서의 상성도, EVM 그리고 Key-sight Technology의 N9962A FieldFox 마이크로웨이브(주파수 대역 : 9 kHz~50 GHz) 스펙트럼 분석기를 이용한채널 파워 측정을 통해 검증하였다.개발 프로그램으로 Xilinx ISE 14.7과 LabVIEW 2014

Serviece Pack 1 버전을 이용해 코딩하였다. Xilinx ISE 14.7을 이용해 Verilog로 LTE-TDD OFDM 시스템을 코딩하고, LabVIEW로 UDP 스트리밍 시스템을 프로그래밍하였다. Verilog로 작성한 LTE-TDD OFDM 시스템은 Lab-VIEW 소프트웨어로 최종 통합되어 USRP RIO NI2942R의 Kintex-7 칩에 집적되었다. PC와 USRP RIO간의 원활한 HD 비디오 데이터 송수신을 위하여 PC에 PCIe ×4 카드를 설치하고, MXI 케이블로 컴퓨터와 USRP RIO간 통신을 하였다. 그 외에 USRP RIO와 28 GHz RF 송수신기, 4×8 안테나는 모두 SMA(Sub Miniature version A) 케이블로 연결하였다. USRP RIO 드라이버는 15.0 버전을 사용하였다.해당 시스템에서 USRP RIO의 Kintx-7 칩에 FPGA로

합성한 결과는 표 1과 같다. LabVIEW FPGA 합성 프로그램은 Xilinx Vivado 2013.4 버전을 사용하여 컴파일하였으며, 생성된 비트 파일은 USRP RIO의 Kintex-7 칩에 구동하였다.성능 검증 실험으로 그림 14와 같이 안테나를 배치하

여 측정된 값을 비교하였다. 밀리미터파는 직진성이 강해

표 1. USRP RIO 2942R의 FPGA 합성 결과Table 1. FPGA synthesis result of USRP RIO 2942R.

Logic utilization Used Available UtilizationTotal slices 17,641 63,550 27.8%

Slice registers 57,792 508,400 11.4%Slice LUTs 29,657 254,200 11.7%

Block RAMs 133 795 16.7%DSP48s 302 1,540 19.6%

그림 14. 실험환경Fig. 14. Field test environment. 빔 방사 각도 조절이 예민하여 점 대 점 고정통신방식을

취해야 하므로[7] 정확한 성능 테스트를 위해 LOS(Line Of Sight) 환경에서 측정을 하였다.실험환경은 연구실 내에 그림 15와 같이 장비를 배치

하고, 안테나를 거리별로 배치하여 측정하였다. 각각의포인트는 P1(10 cm), P2(30 cm), P3(50 cm), P4(100 cm) 그리고 P5(150 cm)의 5군데에서 성능 측정을 하고, 그 이상의 거리에서는 HD 비디오 스트리밍이 정상적으로 송수신되는지 확인하는 방식으로 실험을 진행하였다.

4×8 Tx 안테나의 송신출력은 4 dBm으로 측정되었다. 송신출력이 이와 같이 낮은이유는 4×8 안테나는 능동 위상 배열 안테나(Active Phased Array Antenna)로서 추후 현재의 시스템에 파워 앰프가 추가될 것이기 때문이다. 따라서 USRP RIO에서 너무 높은 파워로 신호를 송신한다면 Saturation이 생길 수 있기 때문에 송신 출력이 낮은 것이다.그림 15와 16은 시스템의 성능을 측정한 값을 도식화

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USRP RIO SDR을 이용한 5G 밀리미터파 LTE-TDD HD 비디오 스트리밍 시스템 설계 및 구현

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그림 15. EVM 측정 결과Fig. 15. EVM performance per each point.

그림 16. 채널파워 측정 결과Fig. 16. Channel power per each point.

한 것이다. 그림 15는 EVM 측정 결과이며, 그림 16은 스펙트럼 분석 장비로 측정한 채널 파워이다. 각 포인트별정확한 값은 표 2를 통해 확인할 수 있다.전체적으로 28 GHz 밀리미터파 대역 내에서 16 QAM

표 2. 성능 측정 결과

Table 2. Performance measurement result.

Point16 QAM 64 QAM

EVM(dBc)

Channel power(dBm)

EVM(dBc)

Channel power(dBm)

P1 30.93 —66.74 32.72 —65.8P2 29.01 —67.05 31.15 —66.46P3 28.36 —69.6 30.36 —68.91P4 27.47 —71.38 28.82 —71.25P5 25.85 —74.22 27.24 —73.72

(a) P1에서의 수신부 상성도 (b) P5에서의 수신부 상성도(a) Rx constellation at P1 (b) Rx constellation at P5

그림 17. 16 QAM에서의 수신부 상성도Fig. 17. 16 QAM Rx constellation. 변조 방식보다 64 QAM 변조 방식의 성능이 좋음을 알수 있다. EVM 성능 차이가 두드러지는 것은 1 m 미만에서이며, 최대 2.14 dBc의 차이를 보인다. 1 m 이후부터는최대 EVM 차이가 1.39 dBc로 16 QAM과 64 QAM의 변조방식의 차이가 0.75 dBc로 줄었다.그림 17과 그림 18은 16 QAM과 64 QAM에서 각 point

에서 측정된 수신부의 상성도이다. 28 GHz의 밀리미터파대역에서 상성도가 깨끗이 나온 것을 확인할 수 있다. 그림 19는 구현한 시스템의 수신부에서 HD 비디오 스트리밍을 진행하고 있는 모습이다. 16 QAM과 64 QAM 변조방식 모두 정상적으로 스트리밍되는 모습으로서 7.35 m ×3.56 m의 연구실내 어디에서든 HD 비디오스트리밍통신이 가능하였다. 여러 번의 실험 결과, 송신부의 영상과수신부의 영상은 자연스러운 비디오 스트리밍을 위한 버

퍼링으로 인해 3초에서 5초 사이의 딜레이를 보임을 확

(a) P1에서의 수신부 상성도 (b) P5에서의 수신부 상성도(a) Rx constellation at P1 (b) Rx constellation at P5

그림 18. 64 QAM에서의 수신부 상성도Fig. 18. 64 QAM Rx constellation.

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(a) 16 QAM 수신부 HD 비디오 스트리밍(a) Rx HD video streaming of 16 QAM

(b) 64 QAM 수신부 HD 비디오 스트리밍(b) Rx HD video streaming of 64 QAM

그림 19. HD 비디오 스트리밍Fig. 19. HD video streaming. 인하였다.

Ⅲ. 결 론

본 논문에서는 28 GHz의 밀리미터파 대역에서 LTE 통신으로 높은 EVM 성능을 보여주며, HD 비디오를스트리밍하는 결과를 보여주었다. 추후 논문에는 현재 시스템에서 구현되지 않은 파워 앰프와 빔포밍 기술을 적용한 연

구 결과를 게재할 것이다. 현재의 시스템에서도 뛰어난성능을 보여주었기에 추후의 연구에서 통합된 시스템은

통신거리 증대와 성능 향상이 기대된다.

본 연구를 통해 28 GHz 및 그 이상의 대역에서도 이동통신 기술이 개발 가능할 수 있음을 기대할 수 있게 되었

다. 따라서 해당 시스템과 같은 밀리미터파 관련 기술 연구를 통해 핵심 기술을 확보한다면, 전 세계가 경쟁하고있는 5G 표준화 재정에 국내 기술을 표준으로 채택시킬수 있는 기대효과를 얻을 수 있다.

References

[1] 김문홍, 박종한, 나민수, 조성호, "5G 이동통신기술 발전방향", 한국통신학회저널, 32권 9(1), pp. 46-54, 2015년 8월.

[2] Dantong Liu, Lifeng Wang, Yue Chen, Maged Elka-shlan, Kai-Kit Wong, Robert Schober, and Lajos Hanzo, "Use association in 5G networks: a survey and an out-look", IEEE Communications Surveys & Tutorials, issue 99, pp. 1-27, Jan. 2016.

[3] 박성춘, 김승현, 손지훈, 신현철, "4×4 버틀러 매트릭스 기반 28 GHz 스위칭 빔포밍 안테나 시스템 설계", 한국전자파학회논문지, 26(10), pp. 876-884, 2015년 10월.

[4] NI USRP RIO page. [Online]. Available : http://www. ni.com

[5] 3GPP spec series 36.200. [Online]. Available : http:// www.3gpp.org

[6] Y. -C. Wang, J. -L. Wang, K. -C. Yi, and B. Tian, "PAPR reduction of OFDM signals with minimized EVM via semidefinite relaxation", IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 60, issue 9, pp. 4662-4667, Nov. 2011.

[7] T. Deepa, R. Kumar, "Performance of comparison me-trics on M-QAM OFDM systems with high power am-plifier", 2012 World Congress on Information and Co-mmunication Technologies, pp. 909-914, Oct-Nov. 2012.

Page 9: USRP RIO SDR 5G LTE-TDD HD - jkiees.org 곽경훈.pdf · usrp rio sdr24:e5g rs tlte-tdd hd 1vw] sÙ\]^_` a 447 그림 3. usrp rio labview fpga îï fig.3. usrp rio labview fpga concept

USRP RIO SDR을 이용한 5G 밀리미터파 LTE-TDD HD 비디오 스트리밍 시스템 설계 및 구현

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곽 경 훈

2014년 2월: 광운대학교 전자통신공학과(공학사)

2014년 3월~현재: 광운대학교 전자통신공학과 석사과정

[주 관심분야] 무선통신, 통신신호처리

신 봉 득

1995년 2월: 공군사관학교 항공공학과 (공학사)

2005년 2월: 연세대학교 전기전자공학과

(공학석사)2009년 3월~현재: 광운대학교 전자통신

공학과 박사과정

2006년 1월~현재: 방위사업청 공군중령

재직 중

[주 관심분야] 무선통신. 레이더신호처리, 레이더시스템

박 동 욱

2015년 2월: 광운대학교 전자공학과 (공학사)

2015년 3월~현재: 광운대학교 전자공학과 석사과정

[주 관심분야] 초고주파 회로설계, UWB 송수신기 설계

어 윤 성

1993년 2월: 한국과학기술원 전기 및 전자공학과 (공학사)

1995년 2월: 한국과학기술원 전기 및 전자공학과 (공학석사)

2001년 2월: 한국과학기술원 전기 및 전자공학과 (공학박사)

2000년 8월~2002년 8월: LG 전자기술원RF Team 선임연구원

2002년 9월~2005년 8월: 삼성종합기술원 Chip Solution Center 책임연구원

2004년 3월~2004년 4월: 그리스 Athena Semi사 파견 공동연구2005년 9월~현재: 광운대학교 전자공학과 교수[주 관심분야] 초고주파 CMOS 송수신기 및 시스템 설계, CM-

OS 전력증폭기 설계, UWB 송수신기 설계, 화합물 반도체

오 혁 준

1993년 2월: 한국과학기술원 전기 및 전자공학과 (공학사)

1995년 2월: 한국과학기술원 전기 및 전자공학과 (공학석사)

1999년 2월: 한국과학기술원 전기 및 전자공학과 (공학박사)

1999년 9월~2000년 12월: 미국 Stanford University 박사후과정

2001년 1월~2004년 8월: 미국 퀄컴 QCT 3GPP 사업부2004년 3월~현재: 광운대학교 전자통신공학과 교수[주 관심분야] 무선통신, 통신신호처리, 군통신시스템, 데이터신호처리