다중 경로 페이딩 채널에서의 STTC-CDMA 시스템의 최적, 준최적 복호 방식과 성능 연구 = Optimum and sub-optimum decoding methods of space-time trellis coding over CDMA systems in multipath fading channels

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 4세대 통신 시스템의 채널 부호로서 연구되어 지고 있는 STTC(Space-Time Trellis Codes)의 디버시티 이득과 부호화 이득을 그대로 유지하면서, CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템의 장점인 다중 경로 페이딩 채널 환경에서의 성능 열화에 대한 면역성을 가진 STTC-CDMA 시스템을 제안하였다. 이 시스템은 STTC 시스템에 PN(Pseudo Noise) 부호의 확산, 역확산 과정을 추가하여 구성할 수 있다. 다중 경로 페이딩 채널 환경에서, 이 시스템은 PN 부호를 사용하여 다중 경로 신호를 검출한 후, 컴바이닝하고 복호하는 방식을 사용하고 있다. 또한, 본 논문은 전산 모의 실험을 통하여 STTC-CDMA 시스템의 성능을 보여주고 있다. / STTC-CDMA 시스템은 기존의 일반적인 STTC 시스템에 비해, PN 부호를 이용한 확산, 역확산 과정이 추가되었다. 물론, 각각의 안테나는 동일한 PN 부호를 사용하고 있다. 결국, 수신단은 송신 안테나를 구분할 수는 없지만, PN 부호를 이용한 다중 경로의 구분이 가능하고, STTC 시스템에 비해 잡음에 대한 면역성이 증가하게 된다. 역확산 과정에서는 다중 경로 신호를 검출하고 컴바이닝하는 과정이 추가되었다. 컴바이닝 기법으로는 STTC 신호에 적합한 PRC(Principal Ratio Combining) 기법을 사용하고 있다. 컴바이닝과 복호 방법에 따라, 모든 신호들을 컴바이닝 없이 ML 복호하는 최적의 복호 방식과, 각각의 수신 안테나 별로 다중 경로 신호를 단순히 합한 후 복호하는 방식, 각각의 수신 안테나 별로 다중 경로 신호를 PRC한 후 복호하는 방식, 그리고, 모든 수신 신호들을 PRC한 후 복호하는 방식을 제안하였다. 그리고, 이 방식들은 복잡도에 비례하여 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다. 또한, 4가지 방식들

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

STTC(Space-Time Trellis Coding) has been shown to efficiently use transmit diversity to increase spectral efficiency. In this paper, we presents a STTC over CDMA(Code Division Multiple Access) systems, which maintain the diversity and coding gain of STTC and have the immunity to performance degradation caused by multipath fading. These STTC over CDMA systems are constructed by adding the spreading and despreading processes of PN(Pseudo Noise) codes in STTC systems. In multipath fading channels, delay spreaded signals are detected and combined, then decoded. This paper shows the performance of STTC over CDMA systems in multipath fading channels by using computer simulations./ STTC over CDMA systems have additional spreading and despreading processes in comparison with STTC systems. Every transmit antennas uses the same PN code. Therefore, receiver distinguishes the delay spreaded signals by using orthogonality of PN codes and combined these signals. Combining techniques are not traditional MRC(Maximal Ratio Combining) techniques, but PRC(Principal Ratio Combining) techniques, that is compatible to STTC signals. According to the combining and decoding methods, there are optimum ML(Maximum Likelihood) decoding, adding multipath signals in each receive antenna then decoding, combining multipath signals in each antennas then decoding, and combining all received signals then decoding techniques. Performance of these methods is proportional to complexity. But, every methods are shown to compensate the irreducible error rate, which appears in multipath fading channels./ In STTC over CDMA systems that have two receive antennas, frame error rate performances of optimum ML decoding techniques and combining multipath signals in each antennas then decoding techniques is 1-2 dB inferior to that of ML decoding of traditional STTC systems with 4 receive antennas. These results show that STTC-CDMA systems are more efficient than traditional STTC systems in multipath fading channe