페이딩 채널에서 SIC/PIC를 사용한 M-ary QAM/CDMA 시스템의 성능분석 = Performance analysis of M-ary QAM/DS-CDMA system using SIC/PIC on the fading channel

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 페이딩 환경에서 M-ary QAM 변복조 방식을 사용하는 DS-CDMA 시스템을 연구하였다. M-ary QAM/DS-CDMA 시스템은 이진레벨 정포락선 변조방식의 DS/CDMA보다 간섭잡음 전력이 커져 성능이 저하되므로, 이진레벨 정포락선 변조방식의 DS/CDMA보다 간섭제거 검출방식이 매우 필요함을 보였다. 따라서 본 논문에서는 다중사용자로 인한 상호 간섭을 제거하기 위해 직렬 간섭 제거기 혹은 병렬 간섭 제거기를 사용한 시스템의 오류확률을 분석적으로 구하여, 일반적인 정합 필터 검출기를 이용한 단일사용자 검출방식과 비교하여 분석하였다.
시스템 환경은 역방향 링크를 고려하였고, 각 사용자의 정보 심벌과 칩은 비동기적이라 가정하였다. 단일경로 레일레이(Rayleigh) 페이딩 채널과 라이시안(Rician) 페이딩 채널을 사용하였다. 또한 변복조 방식으로, QPSK, 16QAM, 64QAM을 사용하였다.
다중사용자의 수가 증가함에 따라 기존의 단일사용자 검출방식의 성능은 다중 접속 간섭에 의해 급격히 열화되며, Eb/No를 증가시켜도 오류확률이 일정레벨을 유지하는 error floor 현상이 나타난다. 그러나, 직렬 간섭 제거기 혹은 병렬 간섭 제거기를 사용하여 다중 사용자들간의 상호 간섭성분을 제거하여 error floor 현상이 나타나지 않으므로 Eb/No를 증가시킴에 따라 충분한 성능 향상을 얻게 된다.
직렬 간섭 제거기는 성능이 다중 사용자 간섭이 없을 경우와 비슷할 정도로 좋은 성능을 가지지만, 사용자의 수가 증가함에 따라 시간 지연이 커진다. 1단계 병렬 간섭 제거기의 경우 직렬 간섭 제거기에 비해 성능은 나쁘나 시간 지연은 거의 없다. 대역폭 효율을 고려할 때, BPSK 방식에서는 병렬 간섭 제거기를 사용하여 시간 지연을 줄이는 것이 좋고, 다중 레벨 변복조 방식에는 직렬 간섭 제거기 방식으로 성능을 향상시키는 것이 좋다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this thesis, M-ary QAM/DS-CDMA system is researched and the performance is evaluated by the numerical simulation method on the Rayleigh and Rician fading environment.
M-ary QAM/DS-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. In this thesis, Performance of M-ary QAM/DS-CDMA system using IC scheme for reducing MAI is analytically derived and compared to that using conventional single-user detector.
Asynchronous reverse link channel under single-path Rayleigh fading and Rician fading are considered. QPSK, 16QAM, and 64QAM is used for modulation and demodulation scheme.
Performance of the conventional single user detection suffers severely as the number of users increases. The increase of multiple access interference causes the error floor effect, in which performance curves asymptotically converge to a specific BER(Bit Error Rate) value as Eb/No is increased. The BER performance of the system using IC scheme is enhanced as Eb/No is increased, without error floor effect.
The successive interference cancellation(SIC)'s performance shows like that of single user case, however the time delay is occurred. We have little time delay using parallel interference cancellation(PIC) but the performance is worse than that of SIC. When bandwith efficiency is considered, we use PIC to reduce the time delay in QPSK modulation, and use SIC to enhance the performance in multi-level modulation.

목차 (Table of Contents)

• 차례
• 그림차례 = iii
• 약어표 = v
• 국문요약 = vi
• 제1장 서론 = 1
• 제2장 시스템 모델 = 3
• 제2-1절 M-ary QAM 신호의 구조 = 3
• 제2-2절 M-ary QAM/DS-CDMA 시스템의 구조 = 7
• 제2-3절 CDMA 시스템의 채널 모델 = 8
• 제3장 다중사용자 검출 방식 = 10
• 제3-1절 단일사용자 검출과 다중사용자 검출 = 10
• 제3-2절 다중 사용자 검출기의 분류 = 13
• 제3-3절 직렬 간섭 제거기의 구조 = 15
• 제3-4절 병렬 간섭 제거기의 구조 = 19
• 제4장 페이딩 채널 환경에서 다중사용자 검출 방식 성능 분석 = 22
• 제4-1절 직렬 간섭 제거기를 사용한 M-ary QAM 변조방식의 성능 분석 = 22
• 제4-2절 병렬 간섭 제거기를 사용한 M-ary QAM 변조방식의 성능 분석 = 26
• 제4-3절 페이딩 채널 환경에서 변복조 방식에 따른 다중사용자 검출 방식 성능 분석 결과 = 29
• 제4-3-1절 QPSK 변복조 방식의 성능 분석 = 29
• 제4-3-2절 16QAM 변복조 방식의 성능 분석 = 32
• 제4-3-3절 64QAM 변복조 방식의 성능 분석 = 34
• 제4-3-3절 각 변복조 방식에 따른 성능 분석 결과 = 36
• 제5장 결론 = 39
• 참고문헌 = 40
• 영문요약 = 42