16QAM/다중반송파 CDMA 시스템의 다중채널 결합 검출 방식 = Multi-carrier Multi-channel Joint Detection for 16QAM/DS-CDMA System

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 다중사용자, 다중경로 환경에서 16QAM 변복조 방식을 사용하는 다중반송파 CDMA 시스템을 연구하였다. 16QAM/CDMA 시스템은 이진레벨 정포락선 변조방식의 DS/CDMA보다 간섭잡음 전력이 커져 성능이 저하되므로, 이진레벨 정포락선 변조방식의 DS/CDMA보다 간섭제거 및 다중채널 검출방식이 매우 필요함을 보였다. 따라서 본 논문에서는 다중사용자, 다중반송파, 다중경로를 통합하는 다중채널에 의한 상호 간섭을 제거하기 위해 역상관 검출기를 사용하는 다중채널 결합 검출방식을 제안하고, 제안된 시스템의 오류확률을 분석적으로 구하여, 일반적인 정합 필터 검출기를 이용한 단일사용자 검출방식과 비교하여 분석하였다.
시스템 환경은 역방향 링크를 고려하였고, 각 사용자와 경로의 정보 심볼과 칩은 비동기적이라 가정하였다. 다중경로 레일레이(Rayleigh) 페이딩 채널을 사용하였고, 다중경로 다이버시티를 이용하여 다중경로 신호들을 최대비 결합(maximal ratio combining)하였다.
다중사용자, 다중반송파, 다중경로 환경에서 사용자와 부반송파의 수가 증가함에 따라 기존의 단일사용자 검출방식의 성능은 다중접속 간섭과 반송파간 간섭에 의해 급격히 열화되며, Eb/No를 증가시켜도 오류확률이 일정레벨을 유지하는 error floor 현상이 나타난다. 그러나, 본 논문에서 제안한 다중채널 결합 검출기는 다중접속 간섭과 반송파간 간섭을 제거하여 error floor 현상이 나타나지 않으므로 Eb/No를 증가시킴에 따라 충분한 성능 향상을 얻게 된다. 이 때, 역상관 과정은 다중사용자 수와 다중반송파 수, 그리고 다중경로 수의 증가에 따라 잡음 성분의 증가가 나타나지만, 그 증가분은 매우 작으므로 결과적으로 16QAM 단일 사용자, 단일 반송파의 이상적인 경우의 성능에 접근하게 된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this thesis, 16 QAM/multi-carrier CDMA system is proposed and the performance is evaluated by the numerical simulation method in the multi-path fading environment.
16 QAM/CDMA system with conventional single user detector shows higher interference power than that in the conventional constant envelope CDMA system since its envelope is non-constant. Therefore, the multi-user detection scheme is required to reduce interference power in the non-constant envelope modulation system, To combat the channel interference in the non-constant envelope modulation system, a novel multi-channel joint detection method which eliminates multiple access interference and inter-carrier interference through decorrelating process, is proposed. Performance of multi-channel detected 16 QAM/multi-carrier CDMA system under frequency selective fading channel is analytically derived and compared to that of conventional single-user detector.
Asynchronous reverse link channel under multi-path Rayleigh fading is considered, The detector employs path diversity by rake receiver and maximal ratio combining.
In multi-user, multi-carrier, multi-path environment, the performance of conventional single user detection suffers severely as the number of users and subcarriers increases. The increase of multiple access interference and inter-channel interference causes the error floor effect, in which performance curves asymptotically converge to a specific SER(Symbol Error Rate) value as Eb/No is increased. The SER performance of the proposed multi-channel joint detector improves as Eb/No is increased, without error floor effect. The decorrelating process enhances AWGN proportionally to the number of users, subcarriers, and paths. This enhancement of noise, however, is shown to be small, and the resultant performance is close to that of ideal case of 16 QAM single-user, single carrier environment.

목차 (Table of Contents)

• 차례 = i
• 그림차례 = iii
• 표차례 = v
• 약어표 = vi
• 국문요약 = vii
• 제1장 서론 = 1
• 제2장 16QAM/다중반송파 CDMA 시스템 = 3
• 제2-1절 16QAM/다중반송파 CDMA 시스템의 구성 = 3
• 제2-2절 다중반송파 CDMA 시스템의 채널 모델 = 7
• 제2-3절 16QAM/다중반송파 CDMA 시스템의 성능 = 9
• 제3장 다중사용자 검출 방식 = 13
• 제3-1절 단일사용자 검출과 다중사용자 검출 = 13
• 제3-2절 다중 사용자 검출기의 분류 = 16
• 제3-3절 역상관 검출기의 원리 = 18
• 제4장 다중채널 결합 검출 방식 = 21
• 제4-1절 16QAM/다중반송파 CDMA 시스템의 다중채널 결합 검출기 = 22
• 제4-2절 16QAM/다중반송파 CDMA 시스템의 다중채널 결합 검출 방식의 성능 분석 = 23
• 제5장 결과 고찰 = 36
• 제5-1절 다중채널 환경의 변화에 따른 성능 고찰 = 36
• 제6장 결론 = 43
• 참고문헌 = 44
• 영문요약 = 46