WCDMA is wideband wireless access based on direct sequence code division multiple access aimed at third-generation mobile communications system. In this paper, I designed a baseband modulator and demodulator for the downlink transmission of WCDMA. The proposed design of modulator and demodulator system is based on the Technical Specification of 3GPP($3^{rd}$ Generation Partnership Project). The designs for each function are made by module type. Therefore these modules are assembled in total physical layer system of WCDMA downlink. The performance of this system is measured by the error bit count method. The performance measurement is performed in the 384kbps, and 64kbps downlink transmission.
이 논문은 IMT-2000의 제안서 중에서 3GPP에서 제안한 WCDMA 물리 계층에 관한 글이다. WCDMA 규약집을 바탕으로 전체적인 물리계층을 구현하였다. 여기서 말하는 물리계층이란, 소스 부호화기로부터 부호화된 데이터를 받는 CRC 블록부터, RF/IF 부분으로 확산된 데이터를 넘겨주는 디지털 필터인 RRC 필터까지를 정의한다. 이는 변조(modulation)와 복조(demodulation)의 크게 두 부분으로 나눌 수 있고, 각각의 부분은 전송(transport) 채널과, 물리(physical) 채널로 다시 나뉜다. 이렇게 해서 순방향의 변복조의 동작을 모두 36개의 block으로 나누어 기능별로, PC기반으로 C언어로 제작하였다. 실제의 40ms동안의 데이터 전송 동작이 제작된 물리계층 시스템으로 시연하였을 경우, 복조까지 약 7초가 소요되었다. 이는 약 170배정도의 동작 시간이 걸리는 것을 의미하고, 실시간 동작을 위해서는 많은 동작 시간을 요구하는 RRC필터와, Turbo 복호기의 H/W로의 도입이 필요함을 알 수 있었다.
제작된 시스템으로 실시된 심볼 에러확률과 비트 에러확률 측정은 같은 두 가지 데이터 전송률이 모두 같은 심볼 에너지를 가지고 있다는 가정 하에 실행이 되었다. 그 결과. 그림 19와 같이 AWGN만이 있는 경우에는 전송률에 상관이 없이 심볼 에러확률이 BPSK의 BER 곡선을 따르는 것을 확인할 수 있었고, 그림 20에서는 384kbps의 BER이 더 낮게 나타났는데. 이는 transport codec에서의 이득이 384kbps 전송의 경우가 더욱 큼을 나타내고 있다. 그 이유는 전체적인 시스템 관점에서 봐야 하지만. 지배적인 것은 터보 복호기에서 블록 크기이다. 384kbps가 64kbps보다 세배 큰 블록 크기에서 동작하기 때문이다. 또한 그림 23, 24을 통해서 다중 사용자의 경우 그렇지 않은 경우에 비해 3에서 5dB의 성능 저하를 가져오는 것을 설계된 시스템을 통한 측정에서 알 수 있었다.
