PAPR을 줄이기 위한 Multicarrier Code Select CDMA시스템의 다중 경로 페이딩 채널에서 성능 분석

류관웅,박용완,홍인기,김명진,Ryu Kwan Woong,Park Yong Wan,Hong Een Kee,Kim Myovng Jin 한국통신학회 2004 韓國通信學會論文誌 Vol.29 No.12a

최근 MC DS-CDMA시스템은 차세대 고속 데이타 전송을 위해 활발히 연구되고 있지만 높은 PAPR(peak-to-average power ratio)을 가지는 단점이 있다. 반면 CS-CDMA시스템은 코드 선택 방식을 사용함으로써 부 채널수에 상관없이 일정한 크기의 송신 신호로 인해 낮은 PAPR가진다. 본 논문에서는 MC DS-CDMA와 CS-CDMA의 결합한 새로운 다중접속 방식인 MC CS-CDMA(multicarrier code select CDMA)을 제안한다. MC CS-CDMA 시스템은 특별한 경우로서 MC DS-CDMA시스템과 CS-CDMA시스템을 포함한다. MC CS-CDMA 시스템은 주파수 선택적 다중경로 채널과 MRC를 가진 레이크 수신기에서 성능 및 PAPR을 비교 분석한다. 시뮬레이션 결과 MC CS-CDMA 시스템이 CS-CDMA에 비해 높은 PAPR을 가지지만 MC DS-CDMA에 비해 PAPR을 줄일 수 있다. 또한 수치해석의 결과 MC CS-CDMA 시스템이 확산 이득과 시간 다이버시터 이득의 증가로 인해 MC DS-CDMA에 비해 우수한 성능을 가진다. 그러나, MC CS-CDMA 시스템은 수신기의 복잡도 증가와 가입할 수 있는 사용자수가 감소하는 단점을 가진다. Multicarrier direct sequence code-division multiple access CDMA(MC DS-CDMA) is an attractive technique for achieving high data rate transmission even if the potentially large peak-to-average power ratio(PAPR) is an important factor for its application. On the other hand, code select CDMA(CS-CDMA) is an attractive technique with constant amplitude transmission of multicode signal irregardless of subchannels by introducing code selection method. In this paper we propose a new multiple access scheme based on the combination of MC DS-CDMA and CS-CDMA. Proposed scheme, which we called MC CS-CDMA, includes the sutclasses of MC DS-CDMA and CS-CDMA as special cases. The performance of this system is investigated for multipath Sequency selective fading channel and maximal ratio combining with rake receiver. In addition the PAPR of proposed system is compare with that of both MC BS-CDMA and CS-CDMA. Simulation results show that proposed system improves PAPR reduction than MC DS-CDMA at the expense of the complexity of receiver and the number of available non. Also, the numerical result shows that the proposed system is better performance than MC DS-CDMA due to the increasing processing gain and the number of time diversity gain.

이동위성 리턴링크에서 준동기 MC-CDMA와 MC-DS/CDMA 성능 분석

안치훈,최영관,이호진,김동구 대한전자공학회 2003 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.40 No.8

We analyze the performance of MC-CDMA and MC-DS/CDMA system on quasi-synchronized moble satellite return link. Quasi-synchronization is considered that chip offset between terminals is within a few chips. In 10-3 BER, performance of MC-DS/CDMA system with walsh code is 0.3dB better than that of MC-CDMA system when the number of user is 5 from -0.5 $T_{c}$ to 0.5 $T_{c}$ quasi-synchronization of MC-DS/CDMA system and from -5/64 $T_{c}$ $^{MC}$ to 5/64 $T_{c}$ $^{MC}$ quasi-synchronization of MC-CDMA system. MC-DS/CDMA system with walsh code is over 0.2dB better than that of MC-DS/CDMA system with extended m code and gold code. MC-CDMA system with walsh code is over 1.2dB better than that of MC-CDMA system with gold code when the number of user is 5 and lower than from -5/32 $T_{c}$ $^{MC}$ to 5/32 $T_{c}$ $^{MC}$ quasi-synchronization. 준동기 이동위성 리턴링크에서 MC-CDMA와 MC-DS/CDMA 시스템의 성능을 분석한다. 단말 사이의 칩 옵셋이 수 칩 이내인 준동기가 고려되었다. Walsh 코드를 사용한 MC-DS/CDMA 시스템은 준동기 ±0.5 T/sub c/, MC-CDMA 시스템 준동기 ±5/64 T/sub c//sup MC/ 상황하에서 사용자가 5명인 경우 MC-CDMA 시스템의 성능에 비해 10-3 BER에서 0.3dB 우수하였다. Walsh 코드를 사용한 MC-DS/CDMA은 extended m코드, gold 코드를 사용할 때와 비교하여 0.2dB 이상 성능이 우수하였다. Walsh 코드를 사용한 MC-CDMA 시스템은 사용자가 5명인 경우 준동기 ±5/32T/sub c//sup MC/ 이하이면 gold 코드에 비해서 성능이 1.2dB 이상 우수하였다.

간섭제거기를 갖는 이중전송률 MC/MC-CDMA 시스템의 성능분석

김남선(Kim, Nam-Sun) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.4

본 논문에서는 멀티코드 CDMA와 멀티캐리어 CDMA를 결합한 멀티코드/멀티캐리어 CDMA(MC/MC CDMA) 시스템을 분석한다. MC/MC CDMA 시스템은 멀티코드를 사용해서 다중 전송률 서비스를 제공하며 멀티캐리어를 이용하여 높은 데이터전송을 가능하게 하는 방식으로 주파수 선택적 페이딩, 협대역 간섭신호의 제거 및 높은 스펙트럼 효율을 제공한다. 본 연구에서, 송신단에서는 OVSF 코드를 확산부호로 사용하여 사용자들의 전송률에 따라 그룹화하며, 수신단에서 코드 그룹화 간섭제거기를 사용하여 그룹간 간섭을 제거하는 시스템을 구성한다. 제안된 수신기는 간섭을 일으키는 다른 사용자에 대한 코드, 데이터 및 진폭 정보 등을 요구하지 않으므로 비교적 적은 복잡도를 갖는다. 이중전송률 MC/MC CDMA 시스템의 성능을 분석하였으며 간섭제거기를 사용하여 성능이 향상됨을 분석했다. In this thesis, Multi-code/Multi-carrier CDMA(MC/MC CDMA) system which is combination of Multi-code CDMA and Multi-carrier CDMA is analyzed. This system is suitable for multi-rate services that use multi-codes and high data rate transmission that employ multi-carriers. In addition, the MC/MC CDMA system is robust against frequency selective fading, is good for narrowband interference rejection, and has higher spectral efficiency. In this paper, The users are assigned OVSF codes as a spreading code according to their data rates and divides the active users having different representative code split into a number of groups for effective cancellation. At the receiver, The code grouping interference canceller performs cancellation between the groups. The proposed receiver does not require any information about interference users, such as code, data and amplitude, and has relatively low complexity. The results show the large improvement in performance that can be attained by cancellation scheme.

비동기 MC-CDMA 시스템에 대한 보호구간의 영향 분석

고균병(Kyunbyoung Ko),홍대식(Daesik Hong) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.11C

본 논문에서는 Cyclic prefix 형태의 보호구간이 비동기 MC-CDMA 시스템에 미치는 영향을 주파수 선택적 다경로 페이딩 채널에 대하여 분석한다. 이를 위해 보호구간을 갖는 비동기 MC-CDMA 시스템의 평균 오류율(BER) 성능을 Closed-form으로 유도한다. 또한 MC-CDMA 시스템의 주파수 다이버시티는 경로 다이버시티와 같음을 확인한다. 본 논문에서 제안한 분석 기법을 보호구간이 없는 경우로 확장하고, 분석 결과를 통해 보호구간이 ISI(InterSymbol Interference)와 ICI(InterCarrier Interference)의 영향을 완화시키기 위해서 뿐만이 아니라 원하는 신호 성분의 전력 감쇄를 완화시키기 위해 MC-CDMA 시스템에 필요함을 확인한다. 또한 성능 분석의 정확성을 모의실험을 통하여 검증하였다. This paper investigates the effect a guard period (GP) in the form of a cyclic prefix for asynchronous multicarrier-code division multiple access (MC-CDMA) systems. At first, we analyze the performance of asynchronous MC-CDMA systems with a GP, which results in closed-form bit error rate (BER) performance. Furthermore, it confirms that the frequency diversity of MC-CDMA systems is identical to the path diversity. The analytical approach proposed here is extended to the case without a GP. The derived analytical results show that a GP is required for MC-CDMA systems in order to mitigate not only the effect of intersymbol interference (ISI) and intercarrier interference (ICI) but also the desired signal power degradation. In addition, the accuracy of the proposed analysis is verified by simulations.

MC-CDMA 시스템에서 주파수 대역 효율에 관한 연구

지인호,Jee, Innho 한국인터넷방송통신학회 2021 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.21 No.6

MC-CDMA 기법에서 효과적인 주파수 자원을 사용하기 위한 부채널 간섭을 줄이기 위해서 FFT 기법대신에 2 채널 필터 뱅크 기법을 제안하였다. 웨이브렛 특성을 가지는 원형 필터 뱅크는 보다 적은 sidelobe를 가지도록 설계되므로 가장 가까운 상호채널 간섭과 부호간의 간섭은 효과적으로 감소된다. 제안하는 MC-CDMA 시스템의 확산신호는 보다 적은 chip rate가 요구되고 자기상관 특징을 고려하지 않는 Walsh 코드가 최적의 신호 세트로 사용된다. 우리는 백색잡음 채널과 임의의 정현파 방해자가 존재하는 조건하에서 제안된 시스템의 성능을 추정하기 위해서 비트 오차 속도와 신호대잡음비를 고려하였다. 기존의 FFT 기반의 MC-CDMA 모의시험 결과와 비교하여 제안된 시스템이 간섭 효과를 줄이는 관점에서 기존의 MC-CDMA 기법보다 좋은 성능을 나타냄을 증명하였다. We propose 2-channel filter bank method instead of FFT method to decrease sub-channel interference for using of efficient frequency resource in MC-CDMA method. Since a prototype filter of filter bank having wavelet characteristic is designed having more less side-lobe, the nearest co-channel interference and inter symbol interference are decreased efficiently. Since the spreading signal of suggesting MC-CDMA system is being demanded for less chip rate and is not being considering for autocorrelation characteristic, the Walsh code can be used as a optimal orthogonal signal set. We consider bit error rate and signal to noise ratio to estimate the performance of suggested system on condition that white noise channel and arbitrary sinusoidal jammer are existing. As a result of comparing to traditional FFT-based MC-CDMA simulation result, our suggested system has shown better performance than traditional MC-CDMA method on the side of minimizing interference effect.

S-V채널 환경에서 UWB DS-CDMA/OFDM/MC-CDMA 시스템 성능 비교

이형기,곽경섭,Lee Hyung-Ki,Kwak Kyung-Sup 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.42 No.11

In this paper, we analyze the performance of UWB MC-CDMA system and compareit with DS-CDMA and OFDM systems, which have been drafting in standardization even now. Too many Rake Fingers are needed in the DS-CDMA system to separate multi-path signals, which results in highsystem complexity. OFDM radio power fails to qualify for FCC certification unless frequency hopping. From this reason, MC-CDMA system considered is proposed in this paper. It has lower complexity compared with DS-CDMA and shows good performance against frequency selective fading. In addition, for a wide-band communication, less radio power per spectrum is allowed in the MC-CDMA system than in an OFDM system. Simulation result show that the DS-CDMA system has better performance with single user, but MC-CDMA system shows best performance in case of multi user environment. 본 논문에서 UWB 시스템에 MC-CDMA 방식을 적용하여 성능을 분석하고 최근 표준화가 진행중인 DS-CDMA, OFDM 방식과 비교한다. DS-CDMA 방식은 다중경로 성분을 검출하기 위해 많은 Rake Finger들이 필요하기 때문에 시스템의 복잡도가 증가하고 OFDM 방식은 주파수 호핑을 사용하지 않는 상태에서 순간 방사 전력이 FCC에서 규정을 만족하지 못한다. 따라서 두 시스템의 혼합 형태인 MC-CDMA 방식이 시스템의 복잡도는 DS-CDMA 보다 간단하면서 주파수 선택적 페이딩 채널에서 좋은 성능을 나타내고 OFDM 방식과는 달리 매 순간마다 무든 전송대역을 사용함으로써 스펙트럼당 방사 전력이 낮아진다. 시뮬레이션 결과 단일 사용자일 경우 DS-CDMA 방식이 가장 우수한 결과를 보여주었지만, 다중사용자일 경우 MC-CDMA 방식이 더 우수한 성능을 보여주었다.

비동기 MC-CDMA 시스템에 대한 보호구간의 영향 분석

고균병,홍대식 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.11

This paper investigates the effect a guard period (GP) in the form of a cyclic prefix for asynchronous multicarrier-code division multiple access (MC-CDMA) systems. At first, we analyze the performance of asynchronous MC-CDMA systems with a GP, which results in closed-form bit error rate (BER) performance. Furthermore, it confirms that the frequency diversity of MC-CDMA systems is identical to the path diversity. The analytical approach proposed here is extended to the case without a GP. The derived analytical results show that a GP is required for MC-CDMA systems in order to mitigate not only the effect of intersymbol interference (ISI) and intercarrier interference (ICI) but also the desired signal power degradation. In addition, the accuracy of the proposed analysis is verified by simulations. 본 논문에서는 Cyclic prefix 형태의 보호구간이 비동기 MC-CDMA 시스템에 미치는 영향을 주파수 선택적 다경로 페이딩 채널에 대하여 분석한다. 이를 위해 보호구간을 갖는 비동기 MC-CDMA 시스템의 평균 오류율(BER) 성능을 Closed-form으로 유도한다. 또한 MC-CDMA 시스템의 주파수 다이버시티는 경로 다이버시티와 같음을 확인한다. 본 논문에서 제안한 분석 기법을 보호구간이 없는 경우로 확장하고, 분석 결과를 통해 보호구간이 ISI(InterSymbol Interference)와 ICI(InterCarrier Interference)의 영향을 완화시키기 위해서 뿐만이 아니라 원하는 신호 성분의 전력 감쇄를 완화시키기 위해 MC-CDMA 시스템에 필요함을 확인한다.

Application of Rate Compatible Punctured Turbo Coded Hybrid ARQ to MC-CDMA Mobile Radio

Deepshikha Garg,Fumiyuki Adachi 한국전자통신연구원 2004 ETRI Journal Vol.26 No.5

MC-CDMA, a multicarrier (MC) modulation scheme based on code division multiple access (CDMA), is the most likely candidate for the next generation of mobile radio communications. The rate compatible punctured turbo (RCPT) coded hybrid automatic repeat request (HARQ) has been found to give improved throughput performance in a direct sequence (DS) CDMA system. However, the extent to which the RCPT HARQ improves the throughput performance of an MC-CDMA system has not been fully understood. In this paper, we apply the RCPT HARQ to MC-CDMA and evaluate by computer simulations its performance in a frequency selective Rayleigh fading channel. We found that the performance of RCPT HARQ MC-CDMA is almost insensitive to channel characteristics. The performance can be drastically improved with receive diversity combined with space-time transmit diversity. In addition, the comparison of RCPT HARQ MC-CDMA, orthogonal frequency division multiplexing, and DS-CDMA shows that under similar conditions the throughput of MC-CDMA is the best in a frequency selective fading channel.

동기식 IMT-2000을 위한 MC-CDMA의 성능 개선

방성일,Bang, Sung-Il 한국전기전자학회 1999 전기전자학회논문지 Vol.3 No.2

본 논문에서는 북미식 차세대 이동통신 방식인 동기식 IMT-2000을 위한 실내 및 실외 전송환경하에서 DS-CDMA 및 MC-CDMA의 오율특성을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 고찰하였다. 즉 RAKE 수신기를 채택한 DS-CDMA 방식과 EGC(equal gain combining), MRC(maximum ratio combining) 및 개선된 MMSEC(minimum mean square error combining) 방식에 대해 단일 및 다중 사용자와 부 반송파의 수에 따른 비트 오율특성을 분석 하였다. 그 결과 MMSEC 방식이 다른 방식에 비해 페이딩 채널에서 오율이 $2{\times}10^{-3}$ 일 때 약 5 [dB], 동기식 IMT-2000을 위한 실내 및 실외 전송채널의 경우에는 약 6[dB] 개선됨을 보였다. 또한 다중 사용자의 수가 증가함에 따라 MMSEC를 적용한 MC-CDMA 방식이 가장 우수함을 확인하였다. In this paper, the DS(direct sequence)-CDMA and MC(multi-carrier)-CDMA, which are being researched recently as a synchronous IMT-2000 scheme for next-generation mobile multimedia communications, are studied in terms of BER(bit error rate) performance. The BER performance of MC-CDMA with EGB, MRC, and improved MMSEC detection scheme are analyzed and compared to that of conventional DS-CDMA adopting RAKE receiver through the computer simulations under the environments of synchronous IMT-2000 transmission channel. Not only single user case but also multiuser case is considered in the given system. As a result, it is shown that MC-CDMA with MMSEC detection outperforms all other schemes improved the $E_b/N_o$ by about 5 [dB] and 6 [dB] when the BER is $2{\times}10^{-3}$, for the indoor/outdoor fading channel and synchronous IMT-2000 transmission channel, respectively. Also in the multiuser case, MC-CDMA with MMSEC detection scheme exhibits better performance than all the other schemes.

PB/MC-CDMA 시스템에서 여분의 코드집합을 이용한 PAPR 감쇄기법에 관한 연구

이규진,이동준,이계산,김진영 한국ITS학회 2009 한국ITS학회논문지 Vol.8 No.1

PB/MC-CDMA(Partial Block Multi Carrier Code Division Multilple Access) 시스템은 사용자간의 코드 간 간섭을 줄임으로써 성능을 향상 시키는 시스템이다. 또한, 이 시스템은 심볼 간 간섭을 피하면서 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수있어 MC-CDMA(Multi Carrier Code Division Multiple Access) 시스템보다 향상된 성능을 보여준다. 그러나, 다중캐리어를 사용함으로써 PAPR 문제가 발생하여 시스템의 성능을 저하 시킨다. 이 논문에서는, PB/MC-CDMA 시스템에서 추가적인 정보 없이 여분의 확산 코드를 이용하여 최적화된 확산코드를 선택함으로써, 피크전력을 줄이는 방법을 제안한다. PB/MC-CDMA 시스템은 각 블록 단위로 확산 코드를 재사용함으로써, 여분의 코드가 남게 된다. 이러한 여분의 코드를 여러 개의 그룹으로 나누어 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 계산하고, 피크전력이 최소가 되는 코드를 선택하여 전송함으로써 PAPR 문제를 해결할 수 있는 방법이다. The PB/MC-CDMA(Partial Block Multi Carrier Code Division Multilple Access) system can improve the performance by reducing the ICI(Inter-Code Interference) between users. Also, this system can achieve the frequency diversity gain by avoiding ISI(Inter Symbol Interference). Therefore, the performance of PB/MC-CDMA system is better than that of conventional MC-CDMA(Multi Carrier Code Division Multiple Access) system. However, similarly to other multi-carrier systems, it still has a PAPR(Peak to Average Power Ratio) issue. In this paper, we propose a peak power reduction technique involving optimized spreading code selection without side information for the PB/MC-CDMA. The PB/MC-CDMA system in each block of units reuses the code so the extra code will be remained. This extra code is divided into several groups to calculate the PAPR and solving the PAPR problem by transferring the selected code which has minimum peak power.